Gleichlast-Prüf-oder Eichverfahren für Wechselstromzähler oder Strommesser
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des bekannten Verfahrens zum Prüfen oder Eichen von Wechselstromzählern oder Strommessern nach dem Gleichlast-Prüf-oder Eichverfahren.
Das Gleichlast-Prüf-oder Eichverfahren für einoder mehrphasige Wechselstromzähler besteht darin, dass der zu prüfende oder eichende Zähler, also der Prüfling, an eine Speisespannung in Reihe mit der Primärwicklung eines umschaltbaren Strommesswandlers gelegt wird, an den sekundärseitig der zum Messvergleich zu benutzende Eichzähler angeschlossen ist.
Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt diese bekannte Schalt- anordnung mit dem zu prüfenden Zähler 1, dem Stromwandler 2 und dem Vergleichszähler 3. Der Strom des Prüflings 1 wird nacheinander auf die verschiedenen Werte eingestellt, bei denen er geprüft werden soll, und der Stromwandler 2 wird dabei jedesmal so geschaltet, dass er bei jedem Wert des Prüfstromes sekundärseitig, also am Eichzähler 3, stets den gleichen Strom liefert. Der Eichzähler, bei diesem Verfahren auch Gleichlastzähler genannt, arbeite, also bei allen Strömen des Prüflings stets mit dem gleichen Strom und somit unter den gleichen Bedingungen.
Zum Verständnis der folgenden Ausführungen sei noch ein Zahlenbeispiel für die Durchführung des vorgenannten, bekannten Verfahrens angegeben. Ist der Prüfling 1 für einen Nennstrom von z. B. 5 A gebaut, so wird er beispielsweise nacheinander mit 5 A, 4 A, 3 A usw. beschickt und jedesmal mit dem Eichzähler 3 verglichen. Der Stromwandler 2 wird dabei durch jeweiliges Umstecken oder Umklemmen seiner primärseitig liegenden Anzapfungen auf das tJbersetzungsverhältnis 5/5, 4/5, 3/5 usw. umgeschaltet, so dass der Gleichlastzähler 3 in jedem Falle bei 5 A arbeitet.
Die Anwendungsmöglichkeit dieses Gleichlastverfahrens findet seine Grenzen in dem Messbereich des zur Verfügung stehenden Stromwandlers 2. Eine bekannte, hierfür verwendbare Ausführung eines Prä- zisionsstromwandlers hat beispielsweise folgende Schaltmöglichkeiten : 100/5, 75/5, 60/5, 50/5, 405 usw. bis 0, 25/5 A. Mit der untersten Stufe von 0, 25/5 A kann also ein Zähler von 5 A nur bis zu 5 /o seines Nennstromes herab geprüft werden.
Bei Zählern mit kleineren Nennströmen liegt die unterste Grenze der Prüfmöglichkeit noch ungünstiger : Bei einem 2 A-Zähler liegt der unterste Messpunkt Ebei Verwendung des genannten Stromwandlers bei 12, 5 O/o und bei einem 1 A-Zähler sogar nur bei 25 ouzo des Nennstromes.
Wollte man nach dem bekannten Verfahren unterhalb dieser kleinsten Messpunkte prüfen können, so müsste der Stromwandler beispielsweise noch weitere Messbereiche nach unten hin erhalten, etwa 0, 2/5, 0, 1/5, 0, 05/5, 0, 04/5, 0, 02/5 bis 0, 01/5 A. Dies würde aber einen untragbar hohen Aufwand bedeuten, denn man müsste die Windungszahl des Wandlers ganz ausserordentlich vergrössern, bei einem Präzi- sionsstromwandler mit z. B. 1000 AW käme man bei der Messstufe von 0, 01 A auf 100000 Windun- gen. Abgesehen von den technischen Schwierigkeiten der Herstellung und Prüfung solcher Stroanstufen würden sich erhebliche Spannungen an den Wicklun- gen ergeben, die z.
B. beim Bereich 0, 01 A minde- stens 1000 V betragen würden.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung liegt der Prüfling nicht unmittelbar, sondern über einen untersetzenden Zwischenstromwandler, z. B. mit einem Übersetzungsverhältnis von 25/1 A, in Reihe mit der Primärwicklung des Stromwandlers. Allein durch diese Verwendung eines Zwischenwandlers, der keinerlei Anzapfungen zu haben braucht, wird der Messbereich des Gleichlast-Verfahrens nach den kleinen Werten hin ganz ausserordentlich erweitert : Bei Verwendung des als Beispiel genannten Unter setzungsverhältnisses von 25/1 A des Zwischenwandlers wird eine Erweiterung des Messbereiches bis auf 1 O/o des bisher kleinsten Messwertes herab erreicht.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Fig. 2 näher erläutert. Die Teile 1 bis 3 sind die gleichen wie in der Fig. 1, und die Teile 2 und 3 sind in der gleichen Weise wie in der Fig. 1 geschaltet. Unterschiedlich ist lediglich, dass der Prüfling 1 in der Fig. 2 über einen untersetzenden Zwischenwandler 4 angeschlossen ist. Der Wandler 2 sei im folgenden zur deutlicheren Unterscheidung vom Wandler 4 kurz als Hauptwandler bezeichnet. Nunmehr liegen also die Primärwicklungen des Hauptwandlers 2 und des Zwischenwandlers 4 in Reihe an der Stromquelle ; an der Sekundärwicklung des Zwischenwandlers 4 liegt der zu prüfende Zähler 1 und an der Sekundärwicklung des Hauptwandlers 2 der Gleichlastzähler 3.
Als Hauptwandler sei der schon oben erwähnte bekannte Präzisionswandler mit Anzapfungen für folgende Stromstufen verwendet :
0, 25 0, 5 0, 75 1 1, 25 1, 5 2
2, 5 3 3, 75 4 5 6 7, 5 10 12, 5 15 20 25 30 37, 5 40 50 60 75 100/5 A
Die kleinste Messstufe des Hauptwandlers ist also 0, 25/5 A. Ferner sei angenommen, dass der Zwischen- wandler 2 ein Übersetzungsverhältnis von 25/1 A hat.
Voraussetzung dabei ist, dass der Zwischenwandler bis herunter zu 1 /o eine ausreichende Messgenauig- keit (Kl, 0, 1) besitzt, was technisch keine Schwierigkeiten bereitet.
Schliesslich sei noch angenommen, dass der zu prüfende Zähler einen Nennstrom Jn von 1 A hat und bis herunter zu 1 /o Jll also bis 0, 01 A, gemessen werden soll.
Nach dem bisherigen Verfahren, also nach der Fig. 1, würde dieser 1A-Zähler mit der angenomme- nen Auslegung des Hauptwandlers gemäss obiger Tabelle nur bis 0, 25 A herab gemessen werden können, also nur bis zu 25 ouzo herab ; denn 0, 25/5 A ist die kleinstmögliche Messstufe des Hauptwandlers. Bei dem Verfahren nach der Erfindung jedoch, gemäss der Fig. 2, ergeben sich wesentlich günstigere Ergebnisse :
Schickt man beispielsweise durch die Reihenschaltung der Primärwicklungen der beiden Stromwandler 25 A, so erhält der Prüfling einen Strom von 1 A = 100 /o Jn und der Hauptwandler wird auf die Messstufe 25/5 A eingestellt.
Für einen Prüfstrom von 1A = 100 /o Jll kann man jedoch an sich auch noch ohne das Verfahren nach der Erfindung, also noch nach dem alten Verfahren der Fig. 1, messen, denn das dabei erforderliche Übersetzungsverhältnis 1/5 A des Hauptwandlers ist in der oben wiedergegebenen Tabelle der Anschlussstufen des Hauptwandlers noch enthalten. Auch 25 /o J} des 1 A-Zählers kann man noch nach der Fig. 1 messen, unter Verwendung der kleinsten Messstufe 0, 25/5 A des Hauptwandlers.
Bei noch kleineren Prüfstromen jedoch kann nur noch nach dem neuen Verfahren, also nur nach der Fig. 2, gemessen werden, und es ergeben sich beispielsweise bei Pr fstr¯men von 20, 10, 5, 2 und 1 /o von J für den 1 A-Zähler folgende Verhältnisse :
EMI2.1
<tb> <SEP> Pr fling <SEP> Jn <SEP> = <SEP> 1A <SEP> Zwischenwandler <SEP> Hauptwandler
<tb> <SEP> UJn <SEP> = <SEP> 25/1 <SEP> A <SEP> Jn <SEP> =
<tb> <SEP> A <SEP> | <SEP> % <SEP> Jl, <SEP> A <SEP> A <SEP>
<tb> (1 <SEP> 100-1/5) <SEP>
<tb> (0, <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 25/5)
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 20 <SEP> 5/0, <SEP> 2 <SEP> 5/5 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 1 <SEP> 10 <SEP> 2, <SEP> 5/0, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 5/5
<tb> 0, <SEP> 05 <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 25/0, <SEP> 05 <SEP> 1, <SEP> 25/5
<tb> 0, <SEP> 02 <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 5/0, <SEP> 02 <SEP> 0, <SEP> 5/5
<tb> <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 25/0, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 25/5
<tb>
Die letzte Zahlenreihe dieser Tabelle zeigt,
dass man durch die Hinzunahme des Zwischenwandlers bei der untersten Messstufe des Hauptwandlers 0, 2515 A) den 1 A-Zähler bis zu 1 /o seiner Stromlast herab prüfen kann.
In der gleichen Weise ergeben sich für einen ZÏhler von 2 A Nennstrom und für einen Zähler von 5 A Nennstrom wiederum unter Verwendung des gleichen Zwischenwandlers von 25/1 A folgende Verhältnisse :
EMI3.1
<tb> <SEP> Pr fling <SEP> Jn <SEP> = <SEP> 2A <SEP> Zwischenwandler <SEP> Hauptwandler
<tb> <SEP> Jn <SEP> = <SEP> 25/1 <SEP> A <SEP> Jn <SEP> =
<tb> <SEP> A <SEP> %Jn <SEP> A <SEP> A
<tb> (2100-2/5)
<tb> (0, <SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 0,5/5)
<tb> (0,25 <SEP> 12,5 <SEP> - <SEP> 0,25/5)
<tb> <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> 5/0, <SEP> 2 <SEP> 5/5 <SEP>
<tb> <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 5/0, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 5/5 <SEP>
<tb> <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> 2 <SEP> 1/0, <SEP> 04 <SEP> 1/5 <SEP>
<tb> <SEP> 0, <SEP> 0210, <SEP> 5/0, <SEP> 020,
<SEP> 5/5
<tb>
EMI3.2
<tb> <SEP> Prüfling <SEP> Jn <SEP> = <SEP> 5 <SEP> A <SEP> Zwischenwandler <SEP> Hauptwandler
<tb> <SEP> J. <SEP> = <SEP> 25/1 <SEP> A <SEP> J. <SEP> = <SEP>
<tb> <SEP> A <SEP> I <SEP> % <SEP> Je <SEP> A <SEP> A
<tb> (5 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 5/5)
<tb> (0,5 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 0,5/5)
<tb> (0, <SEP> 25 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 0,25/5
<tb> 0, <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 5/0, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 5/5
<tb> 0, <SEP> 05 <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 25/0, <SEP> 05 <SEP> 1, <SEP> 25/5
<tb>
Die in den Tabellen eingeklammerten Wertreihen lassen sich ohne den Zwischenwandler, also nach dem alten Verfahren der Fig. 1, messen.
Die in den Tabellen unterstrichenen Werte sind dabei die kleinsten Messwerte, die noch nach dem alten Verfahren messbar sind. Diese unterstrichenen Werte können aber, wie die Tabellen zeigen, allein durch die Hinzunahme eines Zwischenwandlers von 25/1 A bis auf 1 O/o herab unterschritten werden, ohne dass an dem Hauptwandler irgend etwas geändert zu werden braucht.
Ferner zeigt die letzte Spalte der Tabellen, dass nur bei dem 1 A-Zähler von der untersten Stufe des Hauptwandlers (0, 25/5 A) Gebrauch gemacht ist, während bei Zählern über 1 A Nennstrom diese unterste Stufe noch gar nicht benutzt wird. An sich besteht also die M¯glichkeit, ZÏhler mit Nennströmen über 1 A noch weiter herunter als bis 1% Jn zu prüfen.
Da man für den Zwischenwandler nicht an das hier als Beispiel vorgenommene Übersetzungsverhält- nis 25/1 A gebunden ist und der Hauptwandler ebenfalls andere Stufen erhalten kann, lassen sich für Zähler jeglicher Nennströme gewünschte Messverhält- nisse schaffen.
Das beschriebene Gleichlast-Prüf-und Eichver- fahren beschränkt sich nicht allein nur auf die Eichung oder Prüfung von Zählern, sondern es k¯nnen mit ihm auch Wechselstrommesser in gleicher Weise sehr genau geprüft oder geeicht werden.