DE1516252C - Nach dem Induktionsmessprinzip arbeitendes Gerät zur unmittelbaren Messung von Strömen in Hochspannungsanlagen - Google Patents

Description

1 2

In Hochspannungsanlagen mit den gebrauch- / der Scheibe induzierten Ströme wird auf die Scheibe

liehen Wechselstrom- oder Drehstromsystemen ergibt eine Triebkraft in einer bestimmten Drehrichtung

sich mehr und mehr die betriebstechnisch und wirt- ausgeübt, die für den jeweilig beabsichtigten Meß-

schaftlich begründete Notwendigkeit, neben der in zweck herangezogen wird.

Verwendung . stehenden mittelbaren Strommessung 5 An Stelle einer mehr oder weniger großen Anzahl auf der sekundären Seite von Hochspannungsstrom- von Stromwindungen einzelner Niederspannungswandlern, auch eine unmittelbare Messung der hoch- elektromagnetc wird bei der neuartigen Anordnung, spannungsseitig fließenden Ströme vorzunehmen. wie A b b. 1 — axonometrische Darstellung —, wie

Eine derartige unmittelbare Strommessung ist im A b b. 2 — Ansicht in Richtung der Drehsystembesonderen auch dann von großem Vorteil, wenn an 10 achsen sowie Schnittbild — und wie Abb. 3 — Hochspannungsbetriebsmitteln die Erfassung von Schnittbild A-B gemäß A b b. 2—, zeigen, ein stabnetzbetrieblichen Fehlerströmen gegen die Erdungs- förmiger Hochspannungsleiter 1 aus einem elektrisch anlagen oder von atmosphärischen Stromableitvor- gut leitfähigen'Nichteisenmetall von den zu .messengangen als Folge von Blitzentladungen notwendig den Strömen durchflossen. Der Hochspannungsleierscheint und für diese Betriebsvorkommnisse die 15 ter 1 ist in geringem Abstand von einem, durch einen Heranziehung von Hochspannungsstromwandlern zur Luftspalt 2 mit parallelen Luftspaltendflächen 3,3 mittelbaren Strommessung wegen des zu hohen unterbrochenen, sonst aber in sich geschlossenen Kostenaufwandes nicht vertretbar ist. Kern 4 aus magnetischem Werkstoff umgeben.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer In dem sich ausbildenden Luftspaltfluß befinden

wirtschaftlich vorteilhafteren Anordnung gegenüber .20 sich zwei achsendrehbare Systeme. Das eine Dreh-

den bekannten Strommeßverfahren in Hochspan- system ist durch eine zylindrische Hohlscheibe 5 aus

nungsanlagen mittels Hochspannungsstromwandlern. einem elektrischen Isoliermaterial gebildet, auf deren

Diese Aufgabe wird bei einem nach dem Induk- Kreisflächen 6,6 eine größere Anzahl von Polpaaren

tionsmeßprinzip arbeitenden Gerät zur Messung von 7,7' aus magnetischem Werkstoff gleichmäßig aufge- j

Strömen in Hochspannungsanlagen, bei dem ein von 35 teilt und plan anliegend befestigt sind. Je ein Pol T

den zu messenden Strömen durchflossener Hochspan- eines Polpaares 7, T ist, in einer bestimmten Dreh-

nungsleiter von einem, durch einen Luftspalt mit richtung liegend gesehen, von einer auf kürzestem

parallelen Luftspaltendflächen unterbrochenen, sonst Wege geschlossenen Leiterschleife 8' aus gut Ieit-

aber in sich geschlossenen Kern aus magnetischem fähigem Nichteisenmetall umgeben. Das andere Dreh- j

WerkstolT umgeben ist, gemäß der Erfindung dadurch 30 system besteht aus einer innerhalb der Hohlscheibe 5 :

gelöst, daß in dem Luftspaltfluß sich zwei Dreh- konzentrisch angeordneten Kreisscheibe 9 aus elek- '

systeme befinden, wobei das eine Drehsystem durch trisch gut leitfähigem Nichteisenmetall. \

eine zylindrische Hohlscheibe aus elektrischem Iso- Der Hochspannungsleiter 1 kann, wie in Abb. 4 '

liermaterial gebildet ist, auf deren Kreisflächen und in A b b. 5 dargestellt, auch so ausgebildet sein, j

gleichmäßig aufgeteilte Polpaare aus magnetischem 35 daß er durch ein fensterartiges, längliches Querloch

Werkstoff plananliegend befestigt sind, sowie je ein 10 zu einem Doppelleiter 11, 11 aufgespalten ist. Der

Pol eines Polpaares, in bestimmter Drehrichtung lie- den Hochspannungsdoppelleiter 11,11 umgebende

gend gesehen, von einer geschlossenen Leiterschleife Kern 12,12 aus magnetischem Werkstoff ist von zwei

umgeben ist, und wobei das andere Drehsystem aus diametral gegenüberliegenden Luftspalten 13, 13 mit

einer innerhalb der Hohlscheibe konzentrisch ange- 40 parallelen und teilkreisförmig ausladenden Luftspalt-

ordneten Kreisscheibe aus elektrisch gut leitfähigem endflächen 14,14 unterbrochen.

Nichteisenmetall besteht. Die parallelen Längsflächen 15,15 des Querloches

Mit der neuartigen Anordnung können die Ströme 10 und die Luftspaltendflächen 14,14 liegen je auf ||j in Hochspannungsanlagen unmittelbar hochspan- zwei parallelen Ebenen. In den parallelschlitzartigen nungsseitig gemessen werden, so daß man bei dieser 45 Zwischenräumen, die durch die beiden Luftspalte : Anordnung die Hochspannungsstromwandler ein- 13,13 und durch das Querloch 10 gebildet werden, ! spart, deren Anlagewerte an sich um ein Vielfaches sind, wie in Abb. 6 ersichtlich, die beiden Drehhöher sind, wie die Aufwendungen bei dem Erfin- systeme, die Hohlscheibe 5 und die innerhalb derdungsgegenstand. selben konzentrisch angeordneten Kreisscheibe 9 in

Durch die Erfindung erzielt man einerseits eine 50 symmetrischer sowie in zentrischer Ausrichtung zu

direkte Stromanzeige oder andererseits auch eine den teilkreisförmig ausladenden Luftspaltendflächen

Registrierung in Form einer Strom—Zeit-Summie- 14,14 gelagert.

rung, und es können durch eine Empfindlichkeits- Die beschriebenen Bauteile des Erfindungsgegenabstufung der neuartigen Meßanordnung weitge- Standes ergeben in gegenseitigem Zusammenwirken dehnte Strombereiche erfaßt werden. 55 nachstehend dargelegte Arbeitsweise:

Das bei den gebräuchlichen Niederspannungs- Der von den zu messenden Strömen durchflossene Zählern, -Meßgeräten und -Relaiseinrichtungen wirk- Hochspannungsleiter 1 bzw. Hochspannungsdoppelsame elektromagnetische Induktionsmeßprinzip be- leiter 11,11 erzeugt in dem Luftspalt 2 bzw. in den ruht darauf, daß zwei räumlich und zeitlich gegen- Luftspalten 13,13 magnetische Wechselflüsse. Diese einander verschobene magnetische Wechselflüsse eine 60 Luftspaltflüsse durchsetzen etwa senkrecht die beiden achsendrehbar gelagerte Scheibe, beispielsweise aus Drehsysteme.

Aluminium, senkrecht durchsetzen. Diese beiden Bei dem Eindringen der Flüsse in die einzelnen

phasenverschobenen Wechselflüsse werden durch ein- Polpaare 7,7' bilden sich je zwei räumlich und zeit-

zclnc feststehende Niederspannungselektromagnete Hch gegeneinander verschobene Teilflüsse aus. In

mit einer mehr oder weniger großen Anzahl von 65 gegenseitiger Wirkung zwischen je den zwei phasen-

Stromwindungen erzeugt. verschobenen Teilflüssen eines Polpaares 7, 7' und je

In gegenseitiger Wirkung zwischen diesen zwei den durch diese Teilflüsse in der Kreisscheibe 9 indu-

magnetischen Flüssen und den durch dieselben in zierten Ströme, werden auf diese beiden Drehsysteme

einander abstoßende Triebkräfte ausgeübt, wodurch die Hohlscheibe 5 einerseits und die Kreisscheibe 9 andererseits in gegenläufige Drehbewegungen gesetzt werden.

Überblickt man den erreichten Stand der Technik, so zeigt sich, daß neben dem wirtschaftlichen Fortschritt einer Einsparung von Hochspannungsstromwandlern mit hohen Anlagewerten, außerdem mit der Erfindung eine Anordnung zur unmittelbaren Messung von Strömen in Hochspannungsanlagen von großer Betriebssicherheit geschaffen ist, weil nur wenige aktive Bauteile von konstruktiver Einfachheit und starker Stromüberlastungsfähigkeit in Verwendung stehen. Auch ist die erfindungsgemäße Anordnung keinen Störungseinflüssen durch elektrische Hochspannungsfelder ausgesetzt, wohingegen bei dem bekannten Strommeßverfahren die Feldsteuerung an Hoch- und im besonderen an Höchstspannungsstromwandlern nur mit umfangreichen technischen Vorkehrungen durchgeführt werden muß.

Die sich einstellenden gegenläufigen Winkelabweichungen beider Drehsysteme,, mit z. B. mechanischer Rückführung auf eine Nullstromlage, ergeben als Bezugsgröße eine direkte Anzeige der zu messenden Ströme, die über den Hochspannungsleiter 1 bzw. Hochspannungsdoppelleiter 11,11 fließen.

Haben beide Drehsysteme keine Rückführung auf eine Nullstromlage, so erzielt man mit der Anordnung infolge einer dauernden Addition der gegenläufigen Drehbewegungen der Hohlscheibe 5 und der Kreisscheibe 9 eine Registrierung in Form einer Strom—Zeit-Summierung.

Die Umwertung der gegenläufigen Winkelabweichungen zur direkten Stromanzeige und der sich addierenden gegenläufigen Drehbewegungen zurStrom— Zeit-Summierung der beiden Drehsysteme können mit Hilfe von bekannten mechanischen Einrichtungen vorgenommen werden, beispielsweise durch Anbringung von Zeigern an den beiden Achsen der Drehsysteme.

Die hohe elektrische Überlastungsfähigkeit der einzelnen Leiterschleifen 8' und der Kreisscheibe 9 einerseits sowie eine ausreichende niedrige Ansprechempfindlichkeit andererseits gewährleisten, daß mit der Anordnung eine oberspannungsseitige Messung der in der Betriebspraxis auftretenden Ströme in Hochspannungsnetzen in sehr weit gedehnten Grenzen durchgeführt werden können. Diese vorteilhaften Meßeigenschaften kann man beispielsweise durch verschieden starke, auf die beiden Drehsysteme zur Rückführung in die Nullstromlage einwirkende Spiralfedern noch erweitern, so daß mit dem einen Drehsystem der Normalstrombereich und mit dem anderen Drehsystem die Überströme im Störbereich des Netzes erfaßt werden können.

Werden die aktiven Bauteile des Erfindungsgegenstandes mit sehr hoher Ansprechempfindlichkeit ausgelegt und schaltet man diese stromempfindliche ίο Anordnung in Serie mit einem hochohmigen Widerstand von einem Hochspannungspol gegen das Erdpotential, so kann mit dieser Strommessung auch eine unmittelbare Hochspannungsmessung vorgenommen werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Nach dem Induktionsmeßprinzip arbeitendes Gerät zur unmittelbaren Messung von Strömen in Hochspannungsanlagen, bei dem ein von den zu messenden Strömen durchflossener Hochspannungsleiter von einem, durch einen Luftspalt mit parallelen Luftspaltendflächen unterbrochenen, sonst aber in sich geschlossenen Kern aus magnetischem Werkstoff umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftspaltfluß sich zwei Drehsysteme befinden, wobei das eine Drehsystem durch eine zylindrische Hohlscheibe aus elektrischem Isoliermaterial gebildet ist, auf deren Kreisflächen gleichmäßig aufgeteilte PoI-paare aus magnetischem Werkstoff plan anliegend befestigt sind, sowie je ein Pol eines Polpaares, in bestimmter Drehrichtung liegend gesehen, von einer geschlossenen Leiterschleife umgeben ist, und wobei das andere Drehsystem aus einer innerhalb der Hohlscheibe konzentrisch angeordneten Kreisscheibe aus elektrisch gut leitfähigem Nichteisenmetall besteht.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch ein fensterartiges, längliches Querloch aufgespaltene Hochspannungsleiter von einem Kern aus magnetischem Werkstoff umgeben ist, der von zwei diametral gegenüberliegenden Luftspalten mit teilkreisförmig ausladenden Luftspaltendflächen unterbrochen ist, wobei die Längsflächen des Querloches und die Luftspaltendflächen auf zwei parallelen Ebenen liegen und in deren Zwischenräumen die beiden Drehsysteme in symmetrischer sowie zentrierter Lage angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen