DE1516380C - Maximalstrom-Meßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Maximalstrom-Meßgerät mit einer Widerstandskette mit auf Kontakte eines Stufenschalters geführten Anzapfungen, an welcher Widerstandskette eine dem zu messenden Strom proportionale Spannung ansteht, einem Kontaktarm, der die Kontakte bestreicht und dessen Stellung das Maximum des gemessenen Stroms in vorgegebener Stufung anzeigt, einer Speicheranordnung mit einem Ladewiderstand und einem Speicherkondensator, welche auf den vom Kontaktarm an • einem der Kontakte abgegriffenen, gegebenenfalls in einem Gleichrichter gleichgerichteten Spannungswert aufgeladen wird, sowie einer Entladeeinrichtung mit einem Element mit Durchbruch-Charakteristik und einer mindestens auf den Kontaktarm wirkenden elektromagnetischen Einrichtung, nach Patent 1 281552.

Bei dem Maximalstrom-Meßgerät nach dem Hauptpatent wird die größte der an den Kontakten eines Stufenschalters anliegenden Meßspannungen zur Aufladung einer Speicheranordnung benutzt, und bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes der in dieser Speicheranordnung gespeicherten Energie wird über ein Element mit Durchbruch-Charakteristik eine elektromagnetische Vorrichtung bestätigt, welche ihrerseits die Speicheranordnung zur nochmaligen Aufladung an einen der Kontakte mit der nächsttieferen Meßspannung legt, wobei derjenige Kontakt mit einer Meßspannung, welche nicht mehr ausreicht, die Speicheranordnung auf den vorgegebenen Schwellwert aufzuladen, ein Maß für den in der Vergangenheit maximal bezogenen Strom bildet.

Bei dem Maximalstrom-Meßgerät nach dem Hauptpatent kann nun der Fall auftreten, daß bereits ein kleiner Überstrom von kurzer Dauer den Stufenschalter um eine Kontaktstellung weiterschaltet, obwohl die Überschreitung an sich bezüglich Dauer und Größe eine solche Anzeige eines größeren Stromverbrauchs noch nicht rechtfertigen. Da jedoch die Speicheranordnung stets an der vom Kontaktarm abgegriffenen Spannung liegt und somit auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist, bedarf es mitunter nur noch eines kleineren, an sich unschädlichen Ladeimpulses, um am Ladekondensator diejenige Spannung entstehen zu lassen, welche das Element mit Durchbruch-Charakteristik und damit die elektromagnetische Vorrichtung zum Ansprechen bringt.

Für die Bestimmung des maximalen Bezugs an elektrischem Strom bzw. an elektrischer Leistung ist es in Fällen unerläßlich, daß sowohl die Größe als auch die Dauer des Bezugs eines bestimmten Stroms berücksichtigt werden. Dabei dürfen jedoch unbedeutende kurzzeitige Spitzenwerte, welche beispielsweise durch Schaltoperationen im Netz hervorgerufen werden können, nicht zur Anzeige eines höheren Strom- bzw. Leistungsbezugs führen.

Es sind bereits Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen mittels Transistor und Zenerdiode Schwellwert-Tor-Schaltungen aufgebaut sind, bei denen die Zenerdiode als Vergleichsspannungsquelle dient und ein bestimmter Vorgang, wie z. B. ein Anzeige- oder Schaltvorgang, erst ausgelöst wird, wenn die Vergleichsspannung überschritten wird. Außerdem ist es auch bekannt, Transistorschaltungen dadurch zu stabilisieren, daß die Basis des Transistors an eine mittels einer Zenerdiode stabilisierte Spannung angeschlossen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Maximalstrom-Meßgerät nach dem Hauptpatent in der Weise weiterzubilden, daß durch Schaltvorgänge, Störungen u.dgl. bedingte kurzzeitige Ladeimpulse zu keiner Verfälschung der Messung führen können.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein aus der Parallelschaltung eines Widerstandes mit einer Zenerdiode einerseits und einer Zenerdiode andererseits bestehender Spannungsteiler vorgesehen ist, der an der dem zu messenden Strom proportionalen Spannung liegt, und daß zwischen diesen Spannungsteiler und die Speicheranordnung ein Transistor geschaltet ist, der durch die vom Spannungsteiler abgegriffene Spannung gesteuert ist und leitet, wenn die dem zu messenden Strom proportionale Spannung wenigstens gleich der Zenerspannung der Zenerdiode ist.

Vorzugsweise ist zur Speicheranordnung ein Entladewiderstand parallel geschaltet.

Eine zur Verwendung bei einem Mehrphasennetz bestimmte vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Maximalstrom-Meßgeräts zeichnet sich dadurch aus, daß in jede Phase des Mehrphasennetzes ein Nebenschlußwiderstand geschaltet ist, daß die an dem jeweiligen Widerstand abfallende Spannung über je einen Transformator an je einem Gleichrichter liegt und daß die Ausgänge der Gleichrichter in Reihe geschaltet sind und die so erhaltene und den zu messenden Strömen proportionale Summenspannung an die als Spannungsteiler ausgebildete Widerstandskette angelegt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Maximalstrom-Meßgeräts,

F i g. 2 eine zur Verwendung bei einem Dreiphasennetz bestimmte Ausführungsform.

Nach Fig. 1 wird die Meßspannung dadurch ge-

. wonnen, daß der zu messende Strom Jsetz durch einen Nebenschlußwiderstand 41 geschickt wird, an dem dabei eine proportionale Primärspannung entsteht. Diese Primärspannung wird mittels eines Transformators 42 in die Meßspannung U_mess umgeformt. Die Sekundärwicklung des Transformators 42 besitzt eine Anzahl Anzapfungen a, b ... g, welche den verschiedenen Proportionalitätsfaktoren der Meßspannung entsprechen und welche an den Kontakten A, B... G des Stufenschalters 5 liegen. Der Kontaktarm 6 des Stufenschalters 5 greift eine der Meßspannungen ab und führt sie einem Gleichrichter 7 zu.

Solange der bezogene Strom unterhalb des eingestellten Maximalstroms liegt, ist die Gleichspannung im Kondensator 8 niedriger als die Zenerspannung der Zenerdiode 83. Es kann deshalb kein oder nur ein vernachlässigbar kleiner Strom durch den Widerstand 80 fließen. Die Spannung an diesem Widerstand, d. h. auch diejenige zwischen Basis und Emitter des Transistors 85 bleibt somit ebenfalls sehr klein und verhindert, daß durch den Transistor 85 sowie den Ladewiderstand 11 ein Ladestrom in den Speicherkondensator 12 fließt. Der Widerstand 86 hat dabei die Aufgabe, kleine Kollektor-Restströme abzuleiten. Somit erfolgt die Aufladung des Ladekondensators immer.vom entladenen Zustand aus.

Sobald der bezogene Strom J_Nelt und damit der Meßstrom seinen — durch die Stellung des Stufenschalters 5 bestimmten — Maximalwert erreicht, be-

ginnt über die Zenerdiode 83 und den Widerstand 80 Strom zu fließen. Dadurch tritt'an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 85 eine Spannung auf, welche über den Widerstand 84 einen Basisstrom erzeugt und damit den Transistor öffnet. Die am Widerstand 80 und der Zenerdiode 83 liegende Summenspannung bewirkt dann über den Transistor 85 und den Widerstand 11 die Ladung des Speicherkondensators 12. Nach einer bestimmten, durch die Zeitkonstante von Ladewiderstand 11 und Speicherkondensator 12 ge- ίο gebenen Zeit erreicht die Spannung am Kondensator 12 den Durchbruchswert des Schaltelements 13, und die elektromagnetische Vorrichtung 14 wird betätigt. Wenn der Meßstrom wesentlich größer als der eingestellte Maximalstrom ist, wird auch die Spannung am Siebkondensator 8 viel größer als die Zenerspannung der Diode 83. Dadurch fließt ein größerer Strom über den Begrenzungswiderstand 8. Die Zenerdiode 82, welche eine relativ niedrige Durchbruchsspannung besitzt, begrenzt jedoch die Span- so nung an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors. Die für die Ladung des Speicherkondensators 12 zur Verfügung stehende Spannung über den beiden Zenerdioden 82, 83 wird auf die Summe der beiden Zenerspannungen begrenzt und bleibt dadurch annähernd konstant. Die Ladezeit des. Speicherkondensators 12 wird deshalb praktisch unabhängig von der Größe der Überschreitung des Maximalstroms.

Sobald der Meßstrom wieder zurückgeht und den eingestellten Maximalwert unterschreitet, wird der Stromfluß über die Zenerdioden beendet, und der Transistor 85 wird gesperrt. Die Ladung des Kondensators 12 fließt über die Widerstände 11 und 86 ab.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung für die Bestimmung der Ströme in einem Dreiphasennetz 16 mit den Phasen r, s, t. In jeder Phase ist ein Nebenschlußwiderstand 41, 51, 61 enthalten. Die daran entstehenden Spannungsabfälle werden in Transformatoren 42, 52, 62 auf die höhere Spannung umgeformt und je einem Gleichrichter 71, 72, 73 zügeführt. Die Summe aller Meßspannungen pro Phase wird durch Reihenschaltung der Gleichstromausgänge der Gleichrichter gewonnen und mittels des Kondensators 74 geglättet. An den Spannungsteiler 4 sind die Kontakte A, B... G des Stufenschalters 5, die vom Kontaktarm 6 überstrichen werden, angeschlossen. Auf den Begrenzungswiderstand 9 folgt die der Fig. 1 analoge Schaltung unter der Treanungslinie X-X.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Maximalstrom-Meßgerät mit einer Widerstandskette mit auf Kontakte eines Stufenschalters geführten Anzapfungen, an welcher Widerstandskette eine dem zu messenden Strom proportionale Spannung ansteht, einem Kontaktarm, der die Kontakte bestreicht und dessen Stellung das Maximum des gemessenen Stroms in vorgegebener Stufung anzeigt, einer Speicheranordnung mit einem Ladewiderstand und einem Speicherkondensator, welche auf den vom Kontaktarm an einem der Kontakte abgegriffenen, gegebenenfalls in einem Gleichrichter gleichgerichteten Spannungswert aufgeladen wird, sowie einer Entladeeinrichtung mit einem Element mit Durchbruch-Charakteristik und einer mindestens auf den "Kontaktarm wirkenden elektromagnetischen Einrichtung, nach Patent 1281552, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus der Parallelschaltung eines Widerstandes (80) mit einer Zenerdiode (82) einerseits und einer Zenerdiode (83) andererseits bestehender Spannungsteiler vorgesehen ist, der an der dem zu messenden Strom proportionalen Spannung (U_mess) liegt, und daß zwischen diesen Spannungsteiler und die Speicheranordnung (11, 12) ein Transistor (85) geschaltet ist, der durch die vom Spannungsteiler (80, 83) abgegriffene Spannung gesteuert ist und leitet, wenn die dem zu messenden Strom proportionale Spannung (U_mess) wenigstens gleich der Zenerspannung der Zenerdiode (83) ist.

2. Maximalstrom-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicheranordnung (11, 12) ein Entladewiderstand (86) parallel geschaltet ist.

3. Maximalstrom-Meßgerät nach Anspruch 1 zur Verwendung bei einem Mehrphasennetz, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Phase des Mehrphasennetzes (r, 5, t) ein Nebenschlußwiderstand (41, 51, 61) geschaltet ist, daß die an dem jeweiligen Widerstand abfallende Spannung über' je einen Transformator (42, 52, 62) an je einem Gleichrichter (71, 72, 73) liegt, und daß die Ausgänge der Gleichrichter in Reihe geschaltet sind und die so erhaltene und den zu messenden Strömen proportionale Summenspannung an die als Spannungsteiler (4) ausgebildete Widerstandskette angelegt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen