Einrichtung zum Messen von Nachströmen in Schaltstrecken Gegenstand
der Erfindung ist eine Einrichtung zum Messen von Nachströmen in Schaltstrecken. Device for measuring wake currents in switching sections
The invention is a device for measuring wake currents in switching sections.
Es ist bekannt, zum Schutz von Verbrauchern gegen überströmte diese
über Stromwandler zu speisen und die rasche Vergrößerung des Stromwandlerfehlers
zum Schutz auszunutzen. Dies geht jedoch nur bei andauernden speisenden Wechselströmen.
Bei Verwendung von Meßinstrumenten als Verbraucher ist bei dieser Anordnung eine
proportionale Meßwertübertragung innerhalb des Meßbereiches nicht möglich, da bei
Auftreten von Meßgrößen im oberen, an dell Sättigungsbereich angrenzenden Meßbereich
der Stromwandler Spannungsimpulse abgibt, die durch den Sättigungseinfluß verfälscht
werden und somit dem Meßwert nicht proportional sind. Einrichtungen der bekannten
Art lassen sich daher nicht zum Messen von Nachströmen in Schaltstrecken verwenden,
da diese kürzer als eine Wechselstromperiode andauern, wobei der Stromwandler sekundäre
Spannungswerte abgeben würde, die der zeitlichen Anderung der Stromstärke im Primärkreis
entsprächen, so daß im Proportionalmeßbereich keine Übertragung der Meßwerte. sondern
eine Uhertragung der zeitlichen Anderung der Meßwerte erfolgen würde. It is known to protect consumers against overflowing this
to be fed via current transformers and the rapid increase in the current transformer error
to exploit for protection. However, this only works with continuous alternating currents.
When using measuring instruments as a consumer in this arrangement is a
Proportional transmission of measured values within the measuring range is not possible, as with
Appearance of measurands in the upper measuring range bordering on the saturation range
the current transformer emits voltage pulses which are falsified by the saturation effect
and are therefore not proportional to the measured value. Facilities of the well-known
Art therefore cannot be used to measure wake currents in switching sections,
since these last less than an alternating current period, the current transformer being secondary
Voltage values would emit that correspond to the change in the current intensity over time in the primary circuit
so that there is no transmission of the measured values in the proportional measuring range. but
a transfer of the change in the measured values over time would take place.
Bekanntlich treten bei Abschaltvorgängen von elektrischen Sicherungen
und Selbstschaltern Nachströme auf, die oft die Ursache von Fehlererscheinungen,
wie Ausbläser oder Rückzündungen, sind. Diese Nachströme sind wesentlich kleiner
als die die Abschaltung hervorrufenden Kurzschluß ströme. Zur Beurteilung der elektrischen
Geräte ist es nun notwendig, die Größe dieser Nachströme messen zu können um daraus
Rückschlüsse für die Konstruktion der Sicherungen oder Selbstschalter abzuleiten.
Da jedoch, wie bereits erwähnt, die Nachströme gegenüber den Kurzschluß strömen
um Größenanordnungen kleiner sind, ist es notwendig. die für die Messung der verhältnismäßig
kleinen Nachströme vorgesehenen empfindlichen Meßeinrichtungen vor dem Einfluß der
bedeutend größeren Kurzschlußströme zu schützen. It is known that electrical fuses are switched off
and automatic switches on wake currents, which are often the cause of faults,
like blowouts or backfires. These wake currents are much smaller
than the short circuit causing the shutdown currents. To assess the electrical
It is now necessary for devices to be able to measure the size of these wake currents
To draw conclusions for the construction of the fuses or circuit breakers.
However, since, as already mentioned, the wake currents flow towards the short circuit
orders of magnitude smaller, it is necessary. those for measuring the proportionate
small after-currents provided sensitive measuring devices before the influence of the
to protect significantly larger short-circuit currents.
Gemäß der Erfindung kann eine einwandfreie Messung von Nachströmen
in Schaltstrecken mit einfachen Mitteln dadurch erreicht werden, daß ein von einem
vom Strom im Hauptstromkreis erregten Magneten beeinflußter Hallgenerator, dessen
Hallspannung in an sich bekannter Weise als Maß der magnetisch übertragenen Meßgröße
dient, verwendet und der Beginn des Sättigungsbereiches des Magneten so gelegt ist,
daß nur die innerhalb des Meßbereiches liegenden Erregerströme verhältlich auf ein
an den Hallgenerator angeschlossenes Meßinstrument übertraghar sind. Bei Überschreiten
eines der oberen Meßbereichsgröße entsprechenden Stromwertes geht der 7isenkern
des Magneten in Sättigung und die Induk-
tion im Luftspalt und somit auch die Hallspannung
bleibt nahezu konstant bei weitersteigendem Strom im Hauptstromkreis. According to the invention, correct measurement of wake currents
can be achieved in switching paths with simple means that one of one
Hall generator affected by the current in the main circuit, whose
Hall voltage in a manner known per se as a measure of the magnetically transmitted measured variable
is used and the beginning of the saturation range of the magnet is placed in such a way that
that only the excitation currents lying within the measuring range are related to a
The measuring instrument connected to the Hall generator can be transmitted. When exceeded
a current value corresponding to the upper measuring range value goes to the iron core
of the magnet in saturation and the induction
tion in the air gap and thus also the Hall voltage
remains almost constant with increasing current in the main circuit.
Da die Hallspannung proportional der Induktion im Luftspalt, in dem
der Hallgenerator liegt, und dem Steuerstrom ist, kann eine zum Betrieb eines Meßinstrumentes
notwendige bestimmte Hallspannung somit bei einem konstanten, insbesondere dem höchstzulässigen
Steuerstrom n'ur durch eine entsprechende Bemessung der Induktion im Luftspalt erhalten
werden. Um die zur Erzeugung der Luftspaltinduktion notwendigen Amperewindungen
verhältnismäßig klein halten zu können, wird vorteilhaft der Luftspalt den Abmessungen
des Hallgenerators angepaßt. Die Festlegung der Begrenzung des Meßstromes, d. h.
bei welchem Strom im Hauptstromkreis des Magneten Sättigung desselben erreicht wird,
geschieht durch die Zahl der aufgebrachten Windungen. Um schon bei einer verhältnismäßig
kleinen Windungszahl, die wegen der Kleinhaltung der Induktivität im Hauptstromkreis
erwünscht ist, und einem verhältnismäßig kleinen Meßstrom eine Begrenzung des Meßbereiches
zu erhalten, wird weiterhin vorteilhaft ein Kernmaterial mit geringer Sättigungsinduktion
verwendet. Since the Hall voltage is proportional to the induction in the air gap in which
the Hall generator is, and the control current is, can be used to operate a measuring instrument
necessary specific Hall voltage thus at a constant, in particular the highest permissible
Control current can only be obtained by appropriately dimensioning the induction in the air gap
will. To get the ampere turns necessary to generate the air gap induction
To be able to keep it relatively small, the air gap is advantageous to the dimensions
adapted to the Hall generator. The definition of the limitation of the measuring current, i. H.
at which current in the main circuit of the magnet saturation is reached,
happens through the number of turns applied. To be proportionate at one
small number of turns, because of the small size of the inductance in the main circuit
is desired, and a relatively small measuring current a limitation of the measuring range
To obtain a core material with low saturation induction is also advantageous
used.
Zur verhältlichen Übertragung der Meßgröße im ganzen Meßbereich und
zur scharfen Begrenzung des Meßbereiches nach oben wird vorzugsweise ein Kernmaterial
mit einem scharfen Sättigungsknick und geradlinigem Anstieg der Hysteresekurve verwendet,
insbesondere ein Kernmaterial mit rechteckiger Hysteresekurve. Hierzu eignet sich
besonders Kernmaterial aus Ferrit oder einem Material mit Rekristallisationstextur,
z. B. bestehend aus 50 °/o Eisen und
50% Nickel. Letzteres ist bekannt
unter der Bezeichnung Permenorm 5000 Z. For the relative transfer of the measured variable in the entire measuring range and
a core material is preferably used to sharply limit the measuring range upwards
used with a sharp saturation kink and straight rise in the hysteresis curve,
in particular a core material with a rectangular hysteresis curve. This is suitable
especially core material made of ferrite or a material with a recrystallization texture,
z. B. consisting of 50% iron and
50% nickel. The latter is known
under the name Permenorm 5000 Z.
Bei der neuen Meßeinrichtung können demnach vorteilhaft empfindliche
Schleifenoszillographen verwendet werden, die vor Üherlastuiig geschützt sind, da
die Hallspannung und damit der das Meßinstrument beeinflussende Strom bei Eintritt
im Hauptstromkreis nicht weiter ansteigt. In the new measuring device can therefore advantageously sensitive
Loop oscilloscopes are used, which are protected from Üherlastuiig because
the Hall voltage and thus the current influencing the measuring instrument when it occurs
no further increase in the main circuit.