DE127585C

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Publication number: DE127585C
Application number: DENDAT127585D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zur Messung starker Wechselströme benutzt man jetzt vortheilhaft die sogen. Stromwandler, deren Wirkungsweise darin besteht, den starken Strom in einen ihm proportionalen, zur Messung besser geeigneten, schwächeren Strom umzuwandeln.

Es ist überhaupt sehr schwer, um nicht zu sagen unmöglich, sehr starke Wechselströme direct zu messen, da durch die störenden Begleiterscheinungen des Wechselstromes, z. B. Inductionserscheinungen, Beeinflussungen auf das Mefsgeräth ausgeübt werden, die, von Ort zu Ort wechselnd, sich jeder Voraussicht und Vorausberechnung entziehen.

Ebenso wie das Mefsgeräth selbst, unterliegt aber auch der Stromtransformator einer Beeinflussung, die in der Nähe vorüberfliefsende Starkströme, ja selbst seine Zuleitungen auf ihn ausüben.

Ferner soll das Verhältnifs des Secunda'rstromes zum Primärstrom, das Uebersetzungsverhältnifs, möglichst constant, d. h. unabhängig sein von der Stärke des Stromes. Desgleichen wird eine möglichst grofse Unabhängigkeit von dem Einflüsse der Periodenänderung verlangt.

Die beiden letzten Bedingungen widersprechen einander zum Theil in ihrer Ausführung, da die erste einen grofsen, die zweite dagegen einen kleinen, als constant anzunehmenden Luftwiderstand erfordert. Durch Versuch läfst sich bald der Punkt festlegen, in dem beide Bedingungen praktisch erfüllt werden. ^;

Es bleibt jedoch immer noch die Erfüllung der ersten Bedingung, die Nichtbeeinflussung des Stromtransformators durch die Art der Leitungsführung, offen. Erst hierdurch wird die Aichmöglichkeit des Stromtransformators geschaffen.

Vorliegende Erfindung betrifft einen Stromtransformator, der gerade diese Bedingung im weitesten Mafse erfüllt.

Es ist α (Fig. 1) eine U-förmig gebogene Kupferschiene, deren Querschnitt dem zu messenden Strome entsprechend zu wählen ist.

Diese Schiene (Stromschleife) wird von zwei E-förmigen, zweckmäfsig geblätterten Eisenstücken b b umgeben (Fig. 2), deren mittlere Stege c c durch zwei Bohrungen d d der Schiene hindurchgehen. Die Verbindung der beiden Eisenstücke geschieht zweckmäfsig nach Patent 119525.

Die mittleren Stege c c bilden zugleich den Kern für eine innerhalb der Schleife befindliche Spule e, die die Secundärwickelung des Stromtransformators darstellt und die durch das Mefsinstrument geschlossen wird.

In der Spule e können nur dann Ströme entstehen, wenn die Stege cc ein Kraftlinienstrom durchfliefst. Bei der angegebenen Anordnung ist dies aber nicht der Fall, da beide Seiten der U-förmigen Kupferschiene die Stege c c gleich stark, aber in entgegengesetzter Richtung, magnetisiren. Versieht man nun die eine Hälfte der Schiene mit einem Einschnitt f (Fig. 3), so werden die Stege cc in einer Richtung überwiegend magnetisirt, so dafs in der Spule e ein Strom entsteht, dessen Stärke von der Tiefe des Einschnittes f abhängt. Dieser Strom wird am stärksten, wenn der Einschnitt bis zur Bohrung d durchgeht.

Zweckmäfsig ist es jedoch, auch die andere Seite der Schiene bei g einzuschneiden, da hierdurch, wie Versuche ergaben, der Secundärstrora genau verdoppelt wird.

Man hat also durch die Tiefe und Anzahl der Einschnitte ein Mittel, das Uebersetzungsverhä'ltnifs des Transformators zu ändern, d. h. den Transformator zu justiren. Ein solcher Transformator zeigt keine Beeinflussung von aufsen, da die Windungsebene der Secundärspule senkrecht zur Stromrichtung in den Zuleitungen steht, und da ferner die Secundärspule nur durch Kraftlinien inducirt werden kann, die die Stege c c passiren.

Solche Kraftlinien können aber nur durch eine innerhalb der beiden E-förmigen Eisenstücke befindliche Erregerwickelung erzeugt werden.

Zur Erzielung einer gröfseren Constanz des Uebersetzungsverhältnisses kann man die Stege c c mit einem kleinen Luftraum h (Fig. ι und 2) versehen. Bringt man diesen Luftraum nur in einem Steg, also unsymmetrisch, an, so kann man durch Verschieben dieses Luftraumes, d. h. durch Verschieben des ganzen Eisenkörpers, in Richtung der Stege c c die Stromstärke in der Secundärspule innerhalb gewisser Grenzen verändern.

Die Grenzen sind um so weiter, je gröfser der Luftraum ist und je näher er der Bohrung d liegt.

Um diese Erscheinung zur Feinjustirung des Transformators zu verwenden, fafst man (Fig. ι und 2) die Eisenstücke b b in zwei Führungen i z, in denen die Eisenstücke durch die beiden Schrauben k k verstellt und in jeder Lage fixirt werden können.

Zur Messung stärkerer Ströme, für die ein Stromtransformator der beschriebenen Art nicht ausreichen würde, kann man zwei Transformatoren nach Fig. 4 parallel schalten. Die beiden Secundärspulen e_x und e₂ schaltet man zweckmäfsig hinter einander.

Genügt diese Parallelschaltung der Stromtransformatoren nicht zur Messung des Stromes, so kann man die Stromtransformatoren mit einem Nebenschlufs versehen, wie Fig. 5 zeigt. Dieser Nebenschlufs besteht aus einer Metallschiene / (zweckmäfsig Kupfer), die zwischen die beiden Transformatoren a_x und a.₂ eingefügt ist. Die Selbstinduction dieser Schiene kann durch Zufügung von Eisen geändert werden.

In Fig. 6 ist eine darauf hinzielende Ausführungsform dargestellt, die sich als praktisch erwiesen hat. Eine Anzahl Eisenblechstreifen, hier drei, wird auf beiden Seiten der Schiene I durch Schrauben η η befestigt. Durch Aenderung der Anzahl dieser Streifen, sowie durch Aenderung der Dimensionen und Form,¹ kann deren Wirkung beliebig justirt werden.

Um ferner noch den Widerstand der Schiene / ändern zu können, versieht man sie zweckmäfsig mit zwei oder mehr Einschnitten (Fig. 7), die gegen einander versetzt sind.

Es soll noch erwähnt werden, dafs man den in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Nebenschlufs auch bei einem einzelnen Transformator mit dem gleichen Erfolge anwenden kann.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Stromwandler, bestehend aus einer an geeigneten Stellen mit Schlitzen f und g versehenen, U-förmig gebogenen, vom primären Strom durchflossenen Metallschiene und zwei E-förmigen Eisenstücken, dadurch gekennzeichnet, dafs die mittleren Stege c c der Eisenstücke durch Bohrungen der Metallschiene hindurchgehen und den Kern für die Secundärspule bilden, die innerhalb der Schleife der Metallschiene so angeordnet ist, dafs die Ebene ihrer Windungen senkrecht zur Stromrichtung in den Zuleitungen zu der Metallschiene steht.

2. Ausführung der Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die mittleren Stege c c der E - förmigen Eisenstücke eine unsymmetrisch gelegene Luftstrecke im magnetischen Kreise frei lassen und der Eisenkörper in der Richtung der mittleren Stege c c verschiebbar angeordnet ist, zu dem Zwecke, das Uebersetzungsverhältnifs des Stromwandlers zu justiren.

3. Die Verbindung eines Stromwandlers nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Schienennebenschlufs, dessen Selbstinduction durch angefügte Eisenstücke und dessen Widerstand durch Schlitze justirt werden kann.

4. Die Verbindung zweier Stromwandler nach Anspruch 1, 2 oder 3 in Parallelschaltung zur Messung stärkerer Ströme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.