DE1253347B - Strommelder - Google Patents

Description

• Strommelder Vielfach ist der Betriebszustand von elektrischen Anlagen, z. B. Versorgungsnetzen für Bürogebäude, Fabriksäle, Laboratorien od. dgl., zu überwachen, ohne daß es ' dabei darauf ankommt, den genauen Wert des in der Anlage eingespeisten Stromes zu kennen. Es soll lediglich festgestellt werden, ob alle Verbraucher abgeschaltet sind, ob z. B. das Abschalten einer Glühlampe oder eines Lötkolbens vergessen wurde, ob einige wenige Verbraucher angeschlossen sind oder ob ein größerer Strom in die Anlage fließt.
• Eine derartige Überwachungseinrichtung muß außerdem den vollen Nennstrom aushalten, sie soll einfacher aufgebaut :und preisgünstiger sein als ein Meßinstrument. mit sÜlbsttätiger Bereichsumschaltung.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen derartigen Strommelder anzugeben, bei dem ein Transformator verwendet wird, dessen Primärwicklung von ..dem überwachenden Strom durchflossen wird und in dessen Sekundärkreis eine Glimmlampe liegt, an deren Aufleuchten der Betriebszustand der Anlage zu erkennen ist. Der Strommelder soll noch ansprechen, wenn sich der zu überwachende Strom im Verhältnis von 1: 500 oder mehr verändert. Ein solcher Strommelder ist gemäß der Erfindung aus der Kombination einer Reihe von Einzelmerkmalen aufgebaut, und zwar einem Transformator, dessen magnetischer Kreis aus hochwertigem Material mit scharfem Sättigungsknick in der Magnetisierungskennlinie besteht, einer Schaltanordnung aus der Sekundärwicklung des Transformators und einem über einen Ladewiderstand und einen Gleichrichter an diese angeschlossenen Kondensator, zu dem die Glimmlampe parallel liegt, einer Anordnung der Sekundärwicklung im magnetischen Kreis derart, daß eine große magnetische Streuung zwischen Primär- und Sekundärwicklung auftritt. Die Einzelmerkmale der Erfindung sind jedes für sich in anderen technischen Zusammenhängen bekannt.
• Beim Anwachsen des Stromes treten nacheinander drei Effekte auf, die das Anwachsen der Spannung an der Glimmlampe begrenzen. Im Bereich kleiner Ströme durch die Primärwicklung wird über den Gleichrichter in jeder zweiten Halbwelle der Kondensator aufgeladen. Bei geeignet bemessenem Vorwiderstand und geeigneter Kondensatorkapazität ist die Ladung einer Halbwelle nicht ausreichend, um am Kondensator die Zündspannung der Glimmlampe zu erreichen. Diese zündet z. B. erst nach einigen hundert Halbwellen und entlädt den Kondensator. Das Fließen sehr kleiner Ströme wird also dadurch angezeigt, daß die Glimmlampe in Abständen von einigen Sekunden aufleuchtet. Steigt der Primärstrom att; so werden bei jeder Halbwelle größere Ladungsmengen zum Kondensator übertragen, und die Glimmlampe spricht in kürzeren Zeitabständen an, bis sie schließlich dauernd leuchtet. Wächst die Primärspannung weiter an, so gelangt das Kernmaterial des Transformators in die magnetische Sättigung, und die Sekundärspannung kann nur noch sehr langsam ansteigen. Je weiter der Transformator in die Sättigung gesteuert wird, um so größer wird seine Streuinduktivität. Da das Eisen gesättigt ist und zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung konstruktiv eine große Streuung vorgesehen ist, schließen sich immer mehr magnetische Kraftlinien unmittelbar über die Primärwicklung, ohne die Sekundärwicklung zu umschließen. Im Ersatzschaltbild des Transformators wächst die Streuungsinduktivität an, und es ergibt sich eine Spannungsteilung zwischen der Sekundärbelastung und der Streuungsinduktivität, die dazu führt, daß die Sekundärspannung nur wenig anwächst. An der Glimmlampe tritt somit keine Überspannung auf, die zu Beschädigungen der Lampe führen kann, selbst wenn sich der Strom der Primärwicklung im Verhältnis 1 : 500 bis 1 :1000 ändert.
• Ein Ausführungsbeispiel des neuen Strommelders soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. F i g.1 zeigt dabei das Schaltbild und F i g. 2 in schematischer Darstellung die Anordnung der Primär- und Sekundärwicklung.
• Nach F i g.1 fließt der das zu überwachende Netz N speisende Strom durch die Primärwicklung 1 eines Transformators, dessen Kern aus hochwertigem magnetischem Material, z. B. Mu-Metall, besteht, das einen scharfen Sättigungsknick in der Magnetisierungskennlinie besitzt. Die Sekundärwicklung 2 ist, wie noch näher gezeigt wird, derart angeordnet, daß eine große Streuung zwischen Primär- und Sekundärwicklung auftritt. Die Spannung der Sekundärwicklung speist über einen Widerstand 3 und die Gleichrichter 4 und 5 die Kondensatoren 6 und 7. Die Gleichrichter und die Kondensatoren sind so angeschlossen, daß sich eine Spannungsverdopplungsschaltung ergibt, die als Greinacherschaltung an sich bekannt ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Glimmlampe 8, die parallel zu den Kondensatoren 6 und 7 angeschlossen ist, bereits bei sehr geringen Primärströmen in der Wicklung 1 anspricht. Wie bereits erläutert, treten bei zunehmendem Primärstrom Sättigungserscheinungen im magnetischen Kernmaterial auf, und schließlich wird die Streuung der Induktivität so groß, daß in jedem Fall eine zu große Spannung an der Glimmlampe 8 verhindert wird.
• In F i g. 2 ist für das Kernmaterial ein M-förmiger Schnitt gewählt und die Primärwicklung 1 auf dem Mittelschenkel angebracht. Es können natürlich auch andere Blechschnitte verwendet und die Wicklungen auf den Außenschenkeln, auch Primär- und Sekundärwicklung auf verschiedenen Schenkeln angeordnet werden. Die Sekundärwicklung 2 ist als ringförmige Spule möglichst weit von der Primärwicklung 1 weggerückt, so daß sie unmittelbar an den Außenschenkeln liegt. Die Wicklung kann kreisringförmigen oder rechteckförmigen Querschnitt besitzen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Strommelder mit einem Transformator, dessen Primärwicklung von dem zu überwachenden Strom durchflossen wird und in dessen Sekundärkreis eine Glimmlampe zur Stromüberwachung liegt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender bekannter Merkmale: a) ein Transformator, dessen magnetischer Kreis aus hochwertigem Material mit scharfem Sättigungsknick in der Magnetisierungskennlinie besteht; b) eine Schaltanordnung aus der Sekundärwicklung des Transformators und einen über einen Ladewiderstand und einen Gleichrichter an diese angeschlossenen Kondensator, zu dem die Glimmlampe parallel liegt; c) eine Anordnung der Sekundärwicklung im magnetischen Kreis, derart, daß eine große magnetische Streuung zwischen Primär- und Sekundärwicklung auftritt.
2. 2. Strommelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärkreis zwei Kondensatoren über zwei Gleichrichter in Greinacherschaltung angeschlossen sind und die Glimmlampe zu beiden Kondensatoren parallel liegt.
3. 3. Strommelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den magnetischen Kreis ein M-Kern mit der Primärwicklung auf dem Mittelschenkel verwendet ist und die Sekundärwicklung mit Abstand von der Primärwicklung als Ringspule nahe den Außenschenkeln des Kernes angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 874 331, 951021; ETZ, 59l1938, S. 945.