DE1513121B2 - Vorrichtung zur Anzeige von Überströmen in einem Netzkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige von Überströmen in einem Netzkabel, mit einer drehbaren Anzeigetafel aus magnetischem Material, mit die Anzeigetafel mindestens in zwei Stellungen haltenden Haltevorrichtungen, von denen die eine Stellung einen Überstrom, die andere einen Strom bis zum Nennstrom anzeigt und mit einem Gehäuse für die Haltevorrichtungen und die Anzeigetafel, das an dem Netzkabel befestigbar ist.

Es ist eine Vorrichtung zur Anzeige eines Überstromes in einem elektrischen Leiter bekannt^ deren Anzeigeeinrichtung den Überstrom jedoch nur anzeigt, solange er fließt. .Dies ist nachteilige da nach dem Verschwinden des Überstromes nicht mehr feststellbar ist, ob und in weichem einer Anzahl von Leitern ein Überstrom geflossen ist.,.

Bei einer weiteren yorbekannten Vorrichtung der genannten Art wird ein Überstrom zwar auch Häeh seinem Verschwinden angezeigt, das Anzeigeelement muß aber manuell in seine Ausgangsstellung zurückgestellt werden.

Schließlich ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Anzeigestellung nach dem Verschwinden des Überstromes erhalten bleibt, wobei das Anzeigeelement mit Hilfe einer zusätzlichen Magnetwicklung in seine Betriebslage zurückgebracht werden. Zur Erregung dieser Magnetwicklung ist eine Batterie.erforderlich, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet und Nachteile hinsichtlich der Betriebssicherheit d'er Vorrichtung mit sich bringt, da die Batterie verbraucht wird und von Zeit zu Zeit ersetzt werden muß. Darüber hinaus erfordert dieses vorbekannte Gerat eine Hiifserregerwickiüng, die ääüern'd voneinem Hilfserregergleichstrom durchflossen wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache und betriebssichere Überstrom-Anzeigevorrichtung zu schaffen, die mit einer automatischen Rückstelleinrichtung versehen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung dadurch gelöst, daß in afi sich bekannter Weise eiiie Rückstellvor¹ richtung mit einer die drehbare Anzeigetafel in die Nennstrom anzeigende Stellung rückstellenden Magnetwicklung (W) vorgesehen ist. und daß, diese mit der Verbindung zweier zwischen Netzkabel und Erde liegenden Kondensatoren (C₁, C₂) verbunden ist, die über Gleichrichter (D₁, D₂) miteinander auf ein zwischen dem Netzkabel 12 und der Erde herrschendes Bezugs]3öte'htial aüfiääba'r έίίία.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfacher aufgebaut als die bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art. Sie arbeitet zuverlässiger, sie ist weniger störungsanfällig und ermöglicht eine automatische Rückstellung der Anzeigetafel unter Verwendung einer kapazitiven Energieentnahme vom Netzkabel. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine Anzeigevorrichtung für einen Überstrom,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß X-X der F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß Y-Y der F i g. 1,

F i g. 4 einen schematischen Schnitt einer zweiten Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung,

F i g. 5 einen Schnitt gemäß Y-Y der F i g. 4,

F i g. 6 den Schaltplan des Stromkreises der F i g. 5,

F i g. 7 einen Teilschnitt einer dritten Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung,

F i g. 8 einen Schnitt gemäß Z-Z der F i g. 7.

Gemäß Fig. 1, 2 und 3 ist ein zylindrisches Gehäuse 10 vorzugsweise aus transparentem Material mittels eines Kietnmhakens 11 an einen Leiter einer Freileitung befestigt. Im Innern des Gehäuses 10 ist in zwei Lagerplatten 13 eine Welle 14 gelagert. Ein Flügel 15 aus magnetischem Material mit kleinen Hystereseverlusten ist so auf der Welle angebracht, daß er sich mit dieser dreht. Auf dieser Welle 14 ist außerdem ein stabförmiger keramischer Permanentmagnet 16 ebenfalls so angebracht, daß er sich mit

ίο der Welle_w 14 dreht. Ein geschlossener Eisenkern 17 rtiit zWe'i Pdlbääreh 18 und 19 ist an dem Gehäuse 10 befestigt und umgibt den Permanentmagnet 16. Eines dieser Polpaare 18 ist so angeordnet, daß die (gedachte) Verbindungslinie dieses Polpaares im wesentliehen tangential zu dem magnetischen Feld verläuft, das den Leiter 12 umgibt, wenn er von einem elektrischen Strom durchflossen wird.

Fig. 2 und 3 sind Schnitte, die die Anordnung des Permanentmagneten 16 und des Eisenkreises 17 sowie den Flügel 15 zeigen.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Wenn das Gehäuse an einen Leiter angeklemmt wird, welcher — wie Fig. 2 und 3 zeigt -— mit dem ^: "X Magnet- und Flügelsystem fluchtet, wird der Flügel 15 zwangläufig durch den Magnetfluß des Permanentmagneten, welcher im Eisenkreis 17 über dä's Polpaar 18 fließt, in dieser Stellung gehalten. Ein im Leiter 12 fließender normaler Strom erzeugt ein nia'gnetisches Feld um den Leiter, wodurch auf den Flügel 15 eine Drehkräft ausgeübt wird. Diese Dreh-

- kraft, welche durch die Normalströme im Leiter verursacht wird, genügt nicht, um die Anziehungskraft, welche zwischen dem Pefrria'nenttnagnet 16 und dem Polpaar 18 herrscht, zu überwinden. Aus diesem Grund wird der Flügel 15 nicht gedreht.

Wenn nun ein Überstrom in dem Leiter 12 fließt, wird das dadurch entstehende Magnetfeld erheblich verstärkt und auf diese Weise eine Drehung des Permanentmagneten 16 .bewirkt; Die Welle dreht sich in entgegengesetztem Uhrzeigersinn, bis der Flügel in der Richtung des .Magnetfeldes liegt, d.h. im wesentlichen tangential zu dem den Leiter 12 umgebenden Feld ist. In dieser Stellung sind die Pole des Permanentmagneten benachbart dem Polpaar 19 /i im Eisenkreis 17. Wenn nun der Überstrom nicht mehr fließt, z. B. durch Auslösen eines Schutzschalters, wird die Welle in ihrer neuen Richtung festgehalten.

DiB ■ einfachste Änzeigefofm ist die durch einen direkten Blick auf den Flügel 15 (Sichtanzeige), um so dessen Stellung festzustellen. Aus diesem Grunde sollte der Flügel.vorzugsweise in leuchtenden Farben ausgeführt und das Gehäuse 10 natürlich transparent se"ih: Der Flügel 15 käün ein Teil eines Zylinders sein, welcher, um ihn besser sichtbar zu machen, mit leuchtend gefärbter! Segmenten versehen ist, oder er kann mit einem solchen gekopp'elt sein. Der Flügel kann z.B. in eineiti Zylinder'aus Schaumstoff eingebettet sein, dessen Oberfläche mit fluoreszierenden Farben versehen ist. Es gibt selbstverständlich viele andere Arten für die erforderliche Anzeige, entweder durch Sichtanzeige oder durch Geräte, welche über elektrische Kontakte gesteuert werden, die durch die Bewegung der Welle betätigt werden. Eine derartige Vorrichtung jedoch ist nicht der Gegenstand vorliegender Erfindung.

Die Vorrichtung muß, wenn der Überstrom erkannt ist, in ihre normale Lage zurückversetzt

werden. Died kann manuell gesehenen, z. B. durch _ Die Ladungs- und Entjädüngsvorgänge wieder-Nähe'rn eines Permarientmagrieten "ah eineii Pol, Holen sich, solange ein Leiturigsktröm fließt. Die erweicher, <ääzü dient, 'den Permanentmagneten iri der förderliche Zeit, ühi 'die Vorrichtung auszulösen, Vorrichtung zu bewegen. Jedoch ,.Sind derartige hängt vöö verschiedenen Faktoren ab: voH'dem Wert Vorrichtungen nicht immer zweckmäßig, und irgend- 5 der Kondensatoren Cl und C2, der. LeiturigsSpaneirie¹ Form automatischer Betätigung ist wüh'schens- riung und der Zündspannung der Schalteinrichtung S. wert. . ,.'... , Es ist möglich, die Werte _ d'e'r einzeihen K'ompo-

Iri den Fig. 4, 5 und δ ist einö Ausführung, der nehten. so einzurichten, daß Üe'f Zyklus (Ladungs-

qbfch beschriebenen Vorrich'tüiig' äargesteÜt, Welche und Eritladühgsvorgangj, z. B. 10 Minuten dauert,

die e'rfihdürigsgetiiäße automatische RücksteÜsc'hal- iij Aber auch andere Zeiten sind möglich;

tung enthält. . ^ , , . . . Bie Schalteinrichtung;!? kann eine gasgefüllt*: Ent-

In dieser Ajisführiingsform ist das Gehäuse 10 auf iadungsrphr'e oder eine Halbleiterschaltung sein,

äef. anderen Seite des KlemnihakenS ii,. wie iiarge- Alis obiger Beschreibung jje'Ht h'örvor, Saß sich

stellt, verlängert. EJie Verlängerung 20 und der der Flügel auf dem kürzesten Weg ausί seiner Notmal-

KiemmHaken ist aus elektrisch leitehderH Material, ig stellung in ^,Fehierähzeigesteiiun'g dreHt, aber auch,

Ein Behälter 21 aus elektrisch isolierendem Material 'sofern die Welle 14 parallel zum Leiter 12 läuft, sich

ist am äußeren Ende des Gehäuses 20 angebracht. infolge des den Leiter umgebenden Feldes in jeder

Der Behälter 21 hat an seiner Innenseite eine leitende Richtung drehen könnte.

Schicht 22 aufgebracht, die von dem Öeh'äüse 2Ö . Die F i g. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsdurch das Material isoliert wird, aus dem der Be- 20 form. Die Rückstellschaltung ist jedoch die gleiche halter gebaut ist. Im Behälter befinden sich verschie- wie in Fig. 6. Es wird nur der Teil des Gehäuses 10 dene elektrische Bauelemente, die gemäß dem Schalt- in F i g. 7 dargestellt, welches die drehbare Welle 14 bild Fig. 6 miteinander verbunden sind. Die leitende . und den Flügel 15 sowie den Permanentmagnet 16 Schicht 22 bildet eine Platte eines Kondensators Cl, enthält. Die Welle ist in Ruhestellung dargestellt, während die andere Platte durch die Erde gebildet 25 d.h. Magnet 16 liegt horizontal. Wie Fig. 8 zeigt, wird. Die Schicht 22 wird durch eine Diode D1 und begrenzt ein Anschlag 23 aus nichtmagnetischem einen zweiten Kondensator C 2 mit dem Leiter 12 Material die im umgekehrten Uhrzeigersinn erfolgenverbunden. Eine zweite Diode D 2 ist direkt zwischen den Drehung des Magneten 16.
Gehäuse 20 und der Schicht 22 geschaltet. Von Ver- Die Rückstellwicklung W enthält eine einzige bindungspunkt Cl/Dl wird über eine Dämpfungs- 30 Spule24, die sich auf einem Spulenkörper befindet, impedanz Z eine Verbindung zu einer zweipoligen welcher auf einer der Lagerplatten 13 durch einen Schalteinrichtung S hergestellt, welche so ausgelegt ' Kernbolzen 25 befestigt ist. Dieser Bolzen führt ist, daß sie schließt, wenn die Spannung zwischen durch die Lagerplatte 13 und wirkt als Anschlag, ihren beiden Klemmen einen bestimmten Wert über- um die im Uhrzeigersinn erfolgende Drehung des schreitet. Das andere Ende von 5 ist über eine Wick- 35 Magneten 16 zu begrenzen. Ein Pol des Elektrolung W auf den Polpaaren des Eisenkreises und über magneten, welcher durch die Spule 24 gebildet wird, das Gehäuse mit dem Leiter 12 verbunden. In ihrer ist der Bolzen 25, während der andere Pol durch einfachsten Ausführung kann die Dämpfungsimpe- eine Schiene 26 aus magnetischem Material gebildet danz Z ein Ohmscher Widerstand sein, obgleich auch wird, welche ebenfalls durch die Leiterplatte 13 hinein induktiver Widerstand benutzt werden kann. 40 durch führt und ihr umgebogenes Ende bei 27 hat,

F i g. 5 zeigt die Anordnung der Wicklung W auf so daß dies neben dem Magneten 16 liegt, wenn

den vier Polen 18 und 19. Vier Wicklungen, eine an letzterer sich in Ruhestellung befindet. Vorzugsweise

jedem Pol, sind in Reihe geschaltet und bilden die wird auf das durchgehende Ende des Bolzens 25

Wicklung W. Wenn sie erregt werden, nehmen die eine Schicht nichtmagnetischen Materials aufge--

zwei Pole 18 — bezogen auf die Stellung des Dauer- 45 bracht. Die Schiene 26 kann um den Bolzen 25 dreh-

magneten 16 — entgegengesetzte Polarität^ an, um bar gelagert werden, so daß die Lage des Endes 27

so den letzteren anzuziehen. Die beiden" Pole 19 verändert werden kann.

nehmen umgekehrte Polarität an und stoßen so den Die vorbeschriebene Rückstellvorrichtung arbeitet

Permanentmagneten ab. Entsprechende Polaritäten folgendermaßen:

sind in F i g. 5 dargestellt, wo der Magnet in Fehler- 50 Die Drehung des Flügels 15 und des Magneten 16

stellung mit dem Polpaar 18 fluchtend gezeigt wird. von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung erfolgt

Die Arbeitsweise der Rückstellschaltung ist wie vorher, wobei die Drehung dadurch begrenzt

folgende. Mit den Dioden D1 und D 2, welche wie wird, daß der Magnet 16 am Bolzen 25 anschlägt,

in Fig. 6 gepolt sind, wird der Kondensator C1, der Wenn der Nonnalstrom nach dem Fehler wieder zu

einen sehr kleinen Wert in der Größenordnung von 55 fließen beginnt, lädt sich dsr Kondensator C 2 auf,

einigen pico-Farad hat, durch die Diode D 2 wäh- und der Schalter S schließt, wenn die Spannung von

rend jeder positiven Halbwelle auf die volle Leitungs- C 2 den erforderlichen Wert erreicht hat. Nun fließt

spannung aufgeladen. Während jeder negativen ein Strom durch die Spule 24, welcher an dem Bolzen

Halbwelle wird die Diode D1 leitend, und ein Teil 25 und am äußeren Ende 27 der Schiene 26 ent-

der Ladung von Cl wird von Kondensator C 2, wel- 60 gegengesetzt magnetische Pole erzeugt. Die Polarität

eher einen verhältnismäßig hohen Wert hat, über- dieser Pole ist so, daß der Bolzen 25 entgegengesetzte

nommen. Dieser Ladungsvorgang wird wiederholt, Polarität zu dem nebenliegenden Ende des Magneten

bis die Spannung von C 2 die Zündspannung des 16 hat. Dadurch wird der Magnet von dem Bolzen

Schalters S erreicht und der Kondensator C 2 sich 25 abgestoßen und gleichzeitig von dem Ende 27 über die Wicklung PF entlädt und so die Welle in 65 der Schiene 26 angezogen. Die Bewegung des Ma-

ihre Normalstellung zurückstellt. Die Dämpfungs- gneten und infolgedessen auch der Welle 14 und

impedanz Z verhindert das Entstehen von Schwin- des Flügels 15 wird durch den Anschlag 23 be-

gungen im Parallelkreis C 2IW. grenzt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige von Überströmen in einem Netzkabel, mit einer drehbaren Anzeigetafel aus magnetischem Material, mit die Anzeigetafel mindestens in zwei Stellungen haltenden Haltevorrichtungen, von denen die eine Stellung einen Überstrom die andere einen Strom bis zum Nennstrom anzeigt und mit einem Gehäuse für die Haltevorrichtungen und die Anzeigetafel, das an dem Netzkabel befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Rückstellvorrichtung mit einer die drehbare Anzeigetafel in die Nennstrom anzeigende Stellung rückstellenden Magnetwicklung (W) vorgesehen ist und daß diese mit der Verbindung zweier zwischen Netzkabel und Erde liegenden Kondensatoren (C₁, C₂) verbunden ist, die über Gleichrichter (D₁, D₂) miteinander auf ein zwischen dem Netzkabel (12) und der Erde herrschendes Bezugspotential aufladbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen der Magnetwicklung (W) und den Kondensatoren (C₁, C₂) eine Schaltvorrichtung (S) mit einem Schwellwert angeordnet ist, über die einer (C₁) der Kondensatoren (C₁, C₂) durch, die Magnetwicklung (W) entladbar ist."

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere (C₂) der Kondensatoren (C₁, C₂) durch einen leitenden Innenbelag (22) des Gehäuses (21) und Erde gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen