DE1237218B

DE1237218B - Schaltung zur Messung des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes

Info

Publication number: DE1237218B
Application number: DE1964L0049300
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Lauerer
Original assignee: FRIEDRICH LAUERER DIPL ING
Current assignee: FRIEDRICH LAUERER DIPL ING
Priority date: 1964-11-16
Filing date: 1964-11-16
Publication date: 1967-03-23

Description

Schaltung zur Messung des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes Die Erfindung bezieht sich auf eine bekannte Schaltung zur Messung des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes, bei der als Maßgröße die durch eine zusätzliche Netzbelastung bewirkte Spannungsabsenkung dient und mit Hilfe eines Einweggleichrichters nur bei Spannungshalbwellen ein und desselben Vorzeichens belastet und gemessen wird.
Bei einer bekannten Schaltung dieser Art wird der Scheitelwert der belasteten Spannungswelle mit einer konstanten und von den Netzspannungsschwankungen unabhängigen Spannung verglichen und derDifferenzwert daraus als Maßgröße für den gesuchten Netzinnenwiderstand verwendet. Ein wesentlicher Nachteil dieser Schaltung besteht in der Tatsache, daß das Meßergebnis durch eine etwa in der Netzspannung befindliche Gleichspannungskomponente verfälscht wird. Eine solche Gleichspannungskomponente entsteht, wenn im Netz durch einen oder mehrere Verbraucher die positiven Spannungshalbwellen stärker belastet werden als die negativen oder umgekehrt, was durch Gleichrichtergeräte (z. B. Fernsehempfänger) geschehen kann. In diesem Falle sind die Scheitelspannungswerte der stärker belasteten Stromrichtung kleiner (z. B. 312 V) als die der weniger belasteten (z. B. 315 V). Wird in einem solchen Falle mit Hilfe der bekannten Schaltung die bereits stärker vorbelastete Stromrichtung durch denMeßbelastungswiderstand zusätzlich belastet, so tritt ein geringerer Belastungsstrom auf, als wenn der Meßbelastungswiderstand in die entgegengesetzt gerichtete Stromrichtung gelegt wird. Folglich wird im ersten Falle ein zu kleiner Netzinnenwiderstand ermittelt.
Weiter ist eine Schaltung bekannt, bei der die arithmetischen Spannungsmittelwerte der unbelasteten und der belasteten Spannungshalbwellen ein und desselben Vorzeichens gemessen und der Differenzwert als Maßgröße für den gesuchten Netzinnenwiderstand verwendet wird. Auf diese Weise wird zwar der meßverfälschende Einfluß der Gleichspannungskomponente ausgeschaltet, doch haben praktische Messungen in Wechselstromnetzen gezeigt, daß erhebliche Meßverfälschungen auftreten, wenn die Netzzuleitung eine Induktivität besitzt (Freileitungen) oder wenn im Netz induktive Verbraucher (z. B. Transformatoren) angeschlossen sind. Die Ursachen für diese Erscheinungen sind in Ausgleichsvorgängen zu suchen, die eine Veränderung der Stromflußzeiten der positiven und der negativen Spannunghalbwellen zur Folge haben.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Sie bezieht sich auf die bekannte und oben bereits erwähnte Schaltung zur Messung des Tnnenwiderstandes eines Wechselstromnetzes, bei der als Maßgröße die durch eine zusätzliche Netzbelastung bewirkte Spannungsabsenkung dient und mit Hilfe eines Einweg-Gleichrichters nur bei Spannungshalbwellen ein und desselben Vorzeichens belastet und gemessen wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die sowohl bei den unbelasteten wie auch bei den belasteten Spannungshalbwellen den Scheitelwert zur Anzeige bringen.
Durch die Erfindung werden die durch die induktiven Einflüsse möglichen Meßverfälschungen weitgehend reduziert und zwar auf das Maß, das auch bei der heute allgemein angewandten Vollwellenbelastung gegeben ist. Gegenüber der Vollwellenbelastung hat jedoch die Schaltung nach der Erfindung den Vorteil, daß, bezogen auf denselben Belastungswiderstand, nur die Hälfte der Wärmeleistung auftritt und deshalb das Meßgerät bezüglich seiner Abmessungen kleiner ausgelegt werden kann. Der Einfluß der Gleichspannungskomponente wirkt sich bei der erfindungsgemäßen Schaltung nicht aus, weil diese Größe sowohl bei den unbelasteten, wie auch bei den belasteten Spannungswellen denselben Wert besitzt und deshalb die Differenz beider Spannungswerte davon nicht beeinflußt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird als Gleichrichter ein steuerbarer Gleichrichter verwendet, und es sind Mittel vorgesehen, die den Belastungswiderstand bei einem geeigneten, zwischen den beiden Spannungs-Nulldurchgängen liegenden Stromflußwinkel zuschalten.
Hierzu dient eine an sich bekannte Steuerschaltung, die aus einem Transformator, einem Kondensator und einem Widerstand besteht. Ein wesentlicher Vorteil dieser Meßschaltung liegt darin, daß bei geeigneter Wahl des Belastungswiderstandes und des Zuschaltzeitpunktes der induktive Anteil des Netzinnenwiderstandes berücksichtigt und der meßverfäl- schende Einfluß einer induktiven Netzlast weitgehend ausgeschaltet wird. Weiter ergibt sich eine zusätzliche Reduzierung der beim Meßvorgang auftretenden Wärmemenge.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Schaltung nach der Erfindung wiedergegeben.
F i g. 1 zeigt die Ausführung der vorgeschlagenen Meßschaltung. Ein Einweggleichrichter 1 läßt nur die Spannungshalbwellen ein und desselben Vorbei; chens hindurch. Zunächst ist ein Schalter 2 ausgeschaltet. Ein Kondensator3 ist so bemessen, daß er sich auf den Spannungsscheitelwert aufladen kann.
Das Meßinstrument 4 bringt diesen Wert zur Anzeige.
Anschließend wird mit Hilfe des Schalters 2 ein Belastungswiderstand 5 hinzugeschaltet. Dadurch verringert sich die Scheitel spannung der Größe des Netz-Innenwiderstandes RNI entsprechend. Als Maßgröße dient die Differenz der beiden Scheitelspannungswerte und damit der auftretende Zeigerrückgang des Meßinstrumentes.
F i g. 2 stellt die Erweiterung der in F i g. 1 abgebildetenMeßschaltung dar. Statt dem gewöhnlichen Gleichrichter wird hier ein steuerbarer Gleichrichter 6 verwendet. Durch entsprechende Polung eines Transformators 7 und mit Hilfe eines Widerstandes 8 und eines Kondensators 9 wird in an sich bekannter Weise eine Phasenverschiebung zwischen der Netzspannung und der zwischen dem Steuergitter und der Kathode des Thyristors liegenden Spannung erzielt.
Diese Phasenverschiebung hat zur Folge, daß bei jeder Periode der Spannungsnulldurchgang zur positiven Halbwelle und damit die Zündung des Gleich- richters 6 zeitlich verzögert wird. Der Zündzeitpunkt (Zündwinkel) wird durch die Größe des Widerstandes 8 und des Kondensators 9 bestimmt. Durch Veränderung des Widerstandes 8 kann der geeignete Zündwinkel eingestellt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltung zur Messung des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes, bei der als Maßgröße die durch eine zusätzliche Netzbelastung bewirkte Spannungsabsenkung dient und mit Hilfe eines Einweggleichrichters nur bei Spannungshalbwellen ein und desselben Vorzeichens belastet und gemessen wird, d a durch g e -kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die sowohl bei den unbelasteten wie auch bei den belasteten Spannungshalbwellen deren Scheitelwerte zur Anzeige bringen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter ein steuerbarer Gleichrichter (6) verwendet ist und Mittel vorgesehen sind, die den Belastungswiderstand (5) bei einem geeigneten, zwischen den beiden Spannungs-Nulldurchgängen liegenden Stromfluß winkel zuschalten (Fig. 2).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 910 319; Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 924, 1 094 360, 1 123 046; britische Patentschrift Nr. 888 327; »Der Elektromeister«, 12 (1959), S. 418 u. 419.