DE2117775A1 - Gerät zur Anzeige von Stromabweichungen in eindr Stromübertragungsleitung - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH . B MÖNCHEN Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN SZlTiiwu/'a»^ Dr. rer. not. W. KORBER PATENTANWÄLTE

13. April 1971

SE/lIi

TAFT ELECTROSYSTSIS, II.Ό.

P.O. Box Ιΐο. 43

Hetuchen, New Jersey / USA

Patentanmeldung

Gerät zur Anzeige von Stromabweichungen in einer Stromübertragungsleitung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anzeige von Abweichungen eines mit einer Stromübertragungsleitung übertragenen Stromes von einem Kormal wert.

Stromübertragungs- und Verteilersysteme erfordern normalerweise relativ hohe Investitionen. Darüberhinaus sind diese Systeme häufig schädlichen Einflüssen ausgesetzt, welche beispielsweise zu Überlastungen und Kurzschlüssen führen können.

Es muß nicht nur Vorsorge dafür getroffen werden, daß ein spezielles System vor Beschädigungen geschützt wird, die ihre Ursache in den oben erwähnten Einflüssen haben, sondern es muß außerdem noch festgestellt werden, wo die Störungsquelle liegt, damit ihre Ursache behoben werden kann. Dafür sind beispielsweise Fehlerindikatoren vorgeschlagen worden, welche an den kritischen Stellen innerhalb des £y'sterne·3 anzuordnen sind.

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Normalerweise zeigt ein Fehlerindikator für einen bestimmten Teil des Systemes einen Fehler als Folge eines Leistungs- oder Stromstoßes an. In der Regel beruhen die Fehlerindikatoren auz ■ einer visuellen Anzeige. Derjenige Teil des Systemes, der infolge eines Kurzschlusses oder eines ähnlichen abnormalen Zustandes plötzlich einem Leistungs- oder Stromstoß ausgesetzt ist, kann daher durch visuelle Inspektion der Fehlerindikatoren ermittelt v/erden.

Machdem der Normalzustand wieder hergestellt worden ist, muß jedoch jeder der erwähnten Fehlerindikatoren des gesamten Verteilernetzwerkes oder mindestens ein wesentlicher Teil davon überprüft werden und - wenn es nötig ist - wieder manuell in den Zustand zurückgestellt werden, der einer normalen Stromübertragung entspricht. Da elektrische Stromübertragungssysteme sich oft über mehrere hundert Quadratkilometer erstrecken, kann die erwähnte Inspektion und das manuelle Einstellen jedes Indikators recht aufwendig werden. Das bedeutet, daß zu diesen Arbeiten Prüfpersonal erforderlich ist, wodurch die Überprüfung sehr teuer wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Anzeige von Fehlern bei der Stromübertragung anzugeben, daß eine hohe Lebensdauer hat und relativ billig ist. Dieses Gerät soll sich nach der Behebung von Störungen bei der Stromübertragung wieder automatisch in seinen Hormalzustand zurücksetzen.

Desweiteren soll dieses Gerät entweder in seinem Konaalanzeigezustand oder in seinem Fehleranzeigezustand verharren, so daß die Anzeigebedingung nicht verlorengeht_c

Das Gerät soll auch dann eine Störung anzeigen, wenn diese Störung nur kurzzeitig auftritt und danach In der Stroaübertragungsleitung kein Strom mehr fließt»

Das erfindungsgemäße Gerät genügt der Bedingung, sich nach der Behebung einer Störung .selbst in seinen Normalzustand wieder zurückzusetzen, dadurch, daß es auf eine abnormale Erhöhung des Leistungsstromes mit der Umkehr der Stromrichtung in mindestens einem Teil einer in diesem Gerät enthaltenen Schaltung reagiert und die Originalrichtung des Stromflusses in dieser Schaltung speichert,.wenn der Leitungsstrom wieder auf seinen Hqrmalpegel zurückfällt.

Das erfindungsgemäße Gerät kann induktiv mit der Stromübertragungsleitung gekoppelt sein und einen Indikatormechanismus enthalten, der so lange in einer Position gehalten wird, die einem normalen Stromfluß in der überwachten Leitung entspricht, bis eine Schaltung des Gerätes dem Indikatormechanismus automatisch als Folge eines abnormalen Stromflusses in der überwachten Leitung ein Signal zuführt, welches den Indikatormechanismus veranlaßt, seinen Zustand zu ändern und den abnormalen Leitungszustand anzuzeigen.

Bei einer speziellen Ausführungsform des Gerätes läßt eine Diode während des normalen Stromübertragungsbetriebes Strom nur in einer ersten Richtung durch einen Klinkenmechanismus fließen. Wenn in der überwachten Leitung ein Leistungs- oder Stromstoß auftritt, so leitet ein gesteuerter Gleichrichter jedoch Strom in der entgegengesetzten Richtung durch den Klinkenmechanismus, wodurch der Mechanismus einen Fehler oder abnormalen Übertragungszustand anzeigt. Bei Wiederherstellung des normalen Leitungszustandes, wird der gesteuerte Gleichrichter ausgeschaltet, wodurch der Strom wieder nur in der ersten Richtung durch die Diode fließt. Diese Änderung in der Richtung des Stromflusses bewirkt, daß sich der Klinkenmechanismus wieder in seine Ausgangsposition zurücksetzt und einen normalen Leitungszustand anzeigt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Inspektion und eines manuellen Z_urücksetzens durch Überwachungspersonal.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

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Es zeigen:

Figur 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung ;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines typischen Klinkenindikatormechanismus, der zur Verwendung in Verbindung mit der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung geeignet ist: der Klinkenindikatormechanismus ist hier in Normalposition gezeigt;

Figur 3 eine Ansicht des Klinkenindikatormechanismus ähnlich wie in Figur 2, jedoch befindet sich der Klinkenindikatormechanismus hier in seiner Fehleranzeigeposition;

Figur 4 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ;

Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines der Erfindung entsprechenden Fehleranzeigegerätes, welches teilweise aufgebrochen und in Verbindung mit einer zu überwachenden Übertragungsleitung dargestellt ist.

In Figur 1 ist der Klarheit halber ein Teil einer Wechselstromübertragungsleitung 10 als Primärwicklung eines Transformators dargestellt. Das Wechselstromfeld, welches sich durch den in der Leitung 10 fließenden Strom ausbildet, ist durch einen magnetischen Kern 11 mit einer Sensorwicklung 12 gekoppelt, welche mit Anschlüssen 12A und 12B versehen ist. Die Sensorspule 12 ist nur zu illustrativen Zwecken als Sekundärwicklung eines Transformators dargestellt.

Die Sensorwicklung 12 ist über den Anschluß 12A und einen Leiter 13 mit der Anode einer Diode 14 verbunden. Die Diode 14 ist in Durchlaßrichtung vorgespannt; das heißt, daß nur in Richtung des voll ausgezeichneten Pfeiles 15 fließender

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Strom durch die Diode 14 hindurchfließen kann. Die Diode 14 leitet diesen Strom nur, wenn eine positive Spannung an dem Ende der Sensorspule 12 induziert wird, das über den Anschluß 12Δ mit der Diode verbunden ist. Wenn die Spannung umgekehrt wird, so leitet die Diode nicht, das heißt, sie ist in Sperrrichtung vorgespannt.

Die Kathode der Diode 14 ist mit einem Stromweg verbunden, der zu dem Anschluß 12B der Sensorspule 12 führt. In diesem Stromweg befindet sich ein Widerstand 16 mit einem relativ niedrigen Widerstandswert und ein Indikatormechanismus, der mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet ist. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Indikatormechanismus 17 wird später noch im Detail beschrieben. In Figur 1 ist dieser Mechanismus nur als Beispiel als variable Induktanz dargestellt.

Zwischen den Anschlüssen 12A und 12B der Sensorspule ist ein Spannungsteiler geschaltet, der aus einem variablen Widerstand 20 und einem festen Widerstand 21 beabeht. Der Abgriff 22 des variablen Widerstandes 20 ist mit dem Verbindungspunkt 23 zwischen dem Widerstand 20 und 21 verbunden. Der Abgriff 22 überbrückt den unteren Teil des Widerstandes 20. Ein Leiter 25 verbindet den Verbindungspunkt 23 zwischen den beiden Widerständen 20 und 21 mit der Kathode einer Zenerdiode 25. Die Zenerdiode leitet Strom, wenn sie in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. In Rückwärtsrichtung leitet sie dagegen solange keinen Strom, bis die Sperrspannung einen Durchbruchsspannungswert erreicht. Die Sperrspannung wird der Zenerdiode über den Leiter 24 zugeführt. Bei Erreichen des Durchbruchsspannungswertes vergrößert sich der. Rückwärtastrom sprunghaft, ohne daß sich dabei die Rückwärtsspannung wesentlich ändert.

Die Anode der Zenerdiode 25 ist über einen Widerstand 26 mit der Anode d^r Diode 14 und dem Spulenanschluß 12A verbunden. Die Anode der Zenerdiode 25 ist ferner über einen Leiter 27 mit der Steuerelektrode eines steuerbaren Gleichrichters 30 verbunden. Der steuerbare Gleichrichter 30 ist so gepolt, daß

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er in der durch einen in unterbrochenen Linien dargestellten Pfeil 31 angedeuteten Richtung Strom leitet. Es soll bemerkt werden, daß diese Stromrichtung umgekehrt ist zu derjenigen, welche durch den vollausgezogenen Pfeil 15 angedeutet ist.

Der steuerbare Gleichrichter 30 ist zu der Diode 14 parallel geschaltet. Die Kathode des steuerbaren Gleichrichters 30 ist mit der Anode der Diode 14 und dem Spulenanschluß 12A verbunden. Die Anode des gesteuerten Gleichrichters 30 ist mit einem Verbindungspunkt 32 zwischen dem Widerstand 16 und dem Anzeigemechanismus 17 verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt 32 und dem Anschluß 12B der Sensorspule sind ferner zwei entgegengesetzt gepolte Spannungsbegrenzerdioden 33 und 34 geschaltet, welche zum Schutz des steuerbaren Gleichrichters 30 und des Anzeigemechanismus 17 gegen Beschädigungen durch Hochspannung dienen. Zwischen dem Verbindungspunkt 32 und dem Anschluß 12B der Sensorspule ist ferner ein Speicherkondensator 35 geschaltet.

In Betrieb ist die Leitung 10, welche Wechselstrom führt, magnetisch über den Kern 11 mit der Sensorspule 12 verbunden. Durch diese Kopplung wird in der Sensorspule 12 ein Wechselstrom induziert, wodurch an dem Anschluß 12A periodisch ein positives Potential auftritt. Wenn das positive Potential an dem Anschluß 12A auftritt, so fließt durch die Diode 14 ein Strom zu dem Anzeigemechanismus 17 in Richtung des vollausgezogenen Pfeiles 15. Der Anzeigemechanismus 17 zeigt dadurch an, daß in der Übertragungsleitung 10 ein Normalzustand herrscht. Jedesmal, wenn an dem Anschluß 12A eine positive Spannung auftritt, wird in dem Kondensator 35 eine Ladung gespeichert. Wenn die Spannung an dem Anschluß 12A negativ wird, so sperrt die Diode den Stromfluß und der Kondensator 35 entlädt sich über den Anzeigemechanismus 17· Die in nur einer Stromrichtung fließenden Impulse durch den Anzeigemechanismus 17 werden dadurch geglättet.

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Wenn ein Leistungs- oder Stromstoß in der Leitung 10 auftritt, so erhöhen sich die ·Spannungsamplituden an den Anschlüssen 12Λ und 12B der Sensorspule notwendigerweise. "Wenn durch den Stromstoß an dem Anschluß 12B eine positive Spannung erzeugt wird, so hält der Widerstand 26 die Anode der Zenerdiode 25 auf einem niedrigeren Potential als die Kathode der Zenerdiode. Die Folge davon ist, daß die Zenerdiode in Itückwärtsrichtung vorgespannt wird. In Abhängigkeit von der Amplitude der an den Anschlüssen 12A und 12B erzeugten Spannung und von dem Widerstand des Abgriffs 22 und der Durchbruchscharakteristik der Zenerdiode 25 leitet die Zenerdiode Strom in Rückwärtsrichtung von dem Anschluß 12Ii über den Widerstand 21, die Zenerdiode 25 und den Widerstand 26 zu dem Anschluß 12A.

Wenn die Zenerdiode 25 in Rückwärtsrichtung leitend wird, fließt ein Strom über den Leiter 27 zu der Steuerelektrode des Steueroasen Gleichrichters 30. Der steuerbare Gleichrichter 50 wird dadurch in den leitenden Zustand gesetzt, so daß Strosi durch diesen Gleichrichter 30 in Richtung des Pfeiles 31 fließt. Der steuerbare Gleichrichter 30 wird selbstverständlich während derjenigen Halbzyklen ausgeschaltet, in denen sich die Spannung in der Sensorspule 12 umkehrt (wenn die Polarität an dem Anschluß 12A positiv wird). Bei dem jeweils nächst folgenden Zyklus wird der steuerbare Gleichrichter 30 jedoch wieder leitend (wenn die Polarität an dem Anschluß 12B positiv ist, und zwar solange, wie die der Zenerdiode 25 zugeführte Spannung genügend groß bleibt, damit die Durchbruchsspannung überschritten wird).

Wenn der steuerbare Gleichrichter sich in seinem leitenden Zustand befindet, so fließt Strom durch den Anzeigemechanismus 17 in eine Richtung, die entgegengesetzt zu der Richtung des Stromes ist, der bei Hormalbedingungen in der zu überwachenden Leitung fließt. Diese Änderung der Stromrichtung bewirkt, daß der Anzeigemechanismus 17 in eine Position gesetzt wird, die eine Störung in der zu überwachenden Leitung repräsentiert.

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Um sicherzustellen, daß der Anzeigemechanismus eine Störung in der zu überwachenden Leitung auch dann anzeigt, wenn die überhöhte positive Spannung an dem Anschluß 12B der Sensorspule nur während einer einzigen Halbwelle auftritt und .danach in der Leitung 10 kein Strom mehr fließt, wird der Kondensator 35 in der durch den gestrichelten Pfeil 31 angedeuteten Richtung entladen. Der Kondensator 35 hält daher den Stromfluß durch den steuerbaren Gleichrichter 30 über einen genügend langen Zeitraum aufrecht, um sicherzustellen, daß der Anzeigemechanismus 17 sich in die Position verschiebt, die einer Störungsanzeige entspricht.

Da der elektrische Widerstand bei einem Stromfluß durch den steuerbaren Widerstand 30 geringer ist als bei einem Stromfluß durch die Diode 14 und den Widerstand 16, ist der Strom in Richtung des gestrichelten Pfeiles 31 größer als der Strom in Richtung des vollausgezogenen Pfeiles 15. Dementsprechend lädt ein einziger Leistungs- oder Stromstoß, der ein überhöhtes Potential an dem Anschluß 12B zur Folge hat, den Kondensator 35 genügend hoch auf, damit der Indikatorklinkenmechanismus 17 in die einer Störungsanzeige entsprechenden Position gesetzt wird. Infolge der erwähnten Beziehung zwischen dem in Richtung des Pfeiles 31 fließenden Strom und dem in Richtung des Pfeiles 15 fließenden Strom wird der in Richtung des Pfeiles 15 fließende resultierende Strom außerdem infolge der Entladung des Kondensators 35 durch einen entgegengesetzten Strom kompensiert, wenn der Anschluß 12A positiv wird. Dadurch wird ein verfrühtes Zurücksetzen des Anzeigemechanismus in die Position vermieden, welche einen Normalzustand in der Übertragungsleitung 20 anzeigt.

Wenn die Störung in der Übertragungsleitung 10 behoben ist, so kehrt der Anzeigemechanismus 17 automatisch in die entsprechende Normalposition zurück. Bei Wiederherstellung des . Normalzustandes in der Übertragungsleitung wird die Zenerdiode unter der Voraussetzung, daß an dem Anschluß 12B wieder

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ein normales positives Potentail auftritt, in Rückwärtsrichtung nicht leitend. Dadurch fällt das Steuersignal für den steuerbaren Gleichrichter 30 weg. Wenn die Spannung an dem Anschluß 12A und daher an der Kathode des steuerbaren Gleichrichters 30 positiv wird, so entlädt sich der Kondensator 35. Wenn die Spannung an dem Anschluß 12A positiv und die .Spannung an dem Anschluß 12B negativ wird, so wird der steuerbare Gleichrichter wieder in Rückwärtsrichtung vorgespannt und die Stromleitung durch ihn unterbrochen. Der Stromfluß durch die Diode 14 erfolgt nun wieder entsprechend den Normalbedingungen in der Übertragungsleitung, das heißt, in Richtung des vollausgezogenen Pfeiles 15·

Nachfolgend werden typische ΐ/erte für die einzelnen Schaltungskomponenten in der in Figur 1 dargestellten Schaltung angegeben:

Bezugsziffer Schaltungskomponente

12 Sensorspule, 350 Windungen

14 Diode 1 N 4004

16 Widerstand 150 _TU

20 Variabler Widerstand 1.0K _/!_

(Maximalwert)

21 Widerstand 9.1 K -TL

25 Zener Diode 1 N 751A

26 Widerstand 1.0 E JL

30 Steuerbarer Siliziumgleichrichter G 106B

33 und 34 Diode 1 N 4001

35 Kondensator 600 uF bei 3 V Gleichspannung

Ein besonders geeigneter Anzeigemechanismus 17 ist in Figur 2 dargestellt. Bei diesem Anzeigemechanismus ist ein Elektromagnet 36 an seinen Enden mit dem Anschluß 12B der Sensorspule (Figur 1) und dem Verbindungspunkt 32 verbunden. In Abhängigkeit von der resultierenden Richtung des Stromflusses durch die Wicklung des Elektromagneten 36 bilden sich an den Enden des Elektromagneten 36 ein Word- und ein Südpol aus. Im Bereich

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des Magnetfeldes, das sich durch den Stromfluß in dem Elektromagneten 36 ausbildet, ist ein zentral gelagerter Permanentmagnet 37 angeordnet, dessen Pole in Abhängigkeit von der Polarität des Elektromagneten und des drehbar gelagerten Permanentmagneten angezogen oder abgestoßen werden. An des drehbar gelagerten Hagnet en 37 sind Anschläge 40 und 41 als vorstehende Teile 42 vorgesehen, welche die Drehbewegung des Permanentmagneten 37 auf einen Winkelbereich von weniger als 180° begrenzen. Ein permanenter liordpol 43 und ein permanenter Südpol 44j welche die Eiidteile eines gemeinsamen I-Iagneten sein können, sind auf diametral gegenüberliegenden Seiten des drehbaren Hagneten 37 in einer Ebene angeordnet, die im wesentlichen senkrecht zu der Richtung des magnetischen Feldes verläuft, das in dem Elektromagneten 36 erzeugt wird. Die FoIe

43 und 44 wirken mit den Polen des Magneten 37 derart zusmmen, daß sie den Hagneten 37 nachgiebig in einer der beiden in Figur 2 und 3 dargestellten Endpositionen halten bzw. den Magneten in eine der beiden Endpositionen zwingen. Die Feldstärke der Pole 43 und 44 ist geringer als die Feldstärke des elektrischen Feldes, das von dem Elektromagneten 36 erzeugt wird.

Wenn der Strom in Figur 2 in Richtung des Pfeiles 15 fließt, so stößt der sich an dem Elektromagneten 36 ausbildende Hordpol den Nordpol des drehbar gelagerten Hagneten 37 ab und zieht den Südpol des drehbar gelagerten Hagneten an, Dadurch dreht sich der Magnet 37 in eine Position^ in der das Seil 42 gegen den Anschlag 41 anschlägt. Die beiden Pole 43 und

44 üben nun auf den drehbar gelagerten Magneten 37 eine Kraft aus, welche den drehbar gelagerten Hagneten 37 in der in Figur 2 dargestellten Position zu halten sucht.

Wenn der Strom durch den Elektromagneten 36 in die entgegengesetzte Richtung fließt, das heißt, in die durch den in Figur 3 dargestellten Pfeil 31 angedeutete Richtung, so kehrt sich die Polarität des magnetischen Feldes in dem

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ülektromagneten 36 um. Das umgekehrte magnetische Feld des Elektromagneten 36 ist stärker als das von den beiden Polen 43 und 44 auf den drehbar gelagerten Permanentmagneten ausgeübte Feld. Dadurch wird der Kagiiet 37 in die in Figur 3 dargestellte Position gedreht. Das vorstehende Teil 42 schlägt dabei gegen den Anschlag 40 an. Auch in dieser Position üben die beiden Pole 43 und 44 wiederum auf den drehbar gelagerten Magneten 37 eine Kraft aus, welche den drehbar gelagerten Magneten 37 in der in Figur 3 dargestellten Position zu halten sucht. Diese Haltekraft wird solange ausgeübt, bis der Strom in dem Elektromagneten 36 v/ieder die in Figur 2 dargestellte Stromrichtung einnimmt (angedeutet durch Pfeil 15). Der drehbar gelagerte Magnet kann also eine iiormalstellung und eine Fehleranzeigestellung einnehmen; die beiden Stellungen sind in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine visuelle Anzeige. Der Magnet 37 kann aber auch zum Schalten von Schaltern oder zum Ausführen anderer Signalgeberfunktionen verwendet werden, wenn es erforderlich ist.

In Figur 4 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes beschrieben. Bei dieser anderen Ausführungsform ist das magnetische Wechselfeld, das sich durch den Stromfluß in der übertragungsleitung 10 ausbildet, über einen Magnetkern 11 Bit einer induktiven Sensorspule 46 gekoppelt. Die Sensorspule 46 hat Endanschlüsse 47 und 50 und einen Mittelabgriff 51. Die Anode einer Gleichrichterdiode 52 ist mit dem Sensorspulenanschluß 47 verbunden. Von der Kathode dieser Diode geht ein Stromweg aus, der zu dem Anzeigemechanismus 17 führt. Der Strom fließt dabei in Richtung des vollausgezogenen Pfeiles 48. Dieser Stromweg enthält einen Festwiderstand 53ι einen Leiter 54, eine Kupplung 55, den Anzeigemechanismus 17, einen Leiter 56 und den Mittelabgriff 51 der Sensorspule 46.

Wenn in der Übertragungsleitung liormalbedingungen herrschen, so fließt von dem Anschluß 47 ein Strom durch den zuvor be-

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schriebenen Stromweg. Wenn die Spannung an dem Anschluß 47 negativ wird, so wird der Strom in umgekehrter Richtung durch die Diode 52 blockiert. Ein Kondensator 57, der parallel zu dem Anzeigemechanismus 17 geschaltet ist, entlädt sich nun. Die Folge davon ist, daß der in den Änzeigemechanismus 17 fließende pulsierende Gleichstrom geglättet wird.

Wenn in der Übertragungsleitung abnormale Bedingungen herrschen, das heißt, wenn beispielsweise ein Stromstoß infolge einer Überbelastung oder eines Kurzschlusses auftritt, so, fließt in der Schaltung ein Strom in Richtung des gestrichelten Pfeiles 60. In diesem Fall fließt der Strom von dem Mittelabgriff 51 durch den Leiter 56 zu dem Anzeigemechanismus 17. Der Hechanismus 17 wird dadurch, in die eine Störung anzeigende Position gesetzt. Von dem Hechanismus 17 fließt der Strom dann durch die Kupplung 55 und einen Leiter 61 zu der Anode eines steuerbaren Gleichrichters 62. Von der Kathode des steuerbaren Gleichrichters 62 fließt der Strom dann weiter durch einen Leiter 63 zu dem Anschluß 50 der Sensorspule.

Der steuerbare Gleichrichter 62 wird eingeschaltet und zur Stromleitung in Vorwärtsrichtung vorgespannt, wenn entsprechend den obigen Bedingungen ein Steuerstrom durch die Ste-uerelektrode 64 fließt. Das ist der Fall, wenn die Durchbruchsspannung an einer Zenerdiode 65 überschritten wird. Die Kathode der Zenerdiode 65 ist mit dem Abgriff 51 verbunden. Die Anode der Zeiierdfode 65 ist über einen Widerstand 66 mit dem Anschluß 50 der Sensor spule verbunden. Wenn das Potential an dem Anschluß 50 in Bezug auf das Potential an dem Mittelabgriff 51 genügend negativ wird, so tritt an der Zenerdiode 65 ein Durchbruch auf. Dadurch fließt ein Rückwärtsstrom über einen Stromweg, in dem der Anodenwiderstand 66 enthalten ist. Der Widerstand 66 legt in Kombination mit dem parallel geschalteten Widerstand 67 den Spanmingspegel fest. Dadurch wird auch die Größe des Stromstoßes festgelegt, der die Zenerdiode 65 und den steuerbaren Gleichrichter 62 in den Leitungszustand versetzt. Der steuerbare Gleichrichter 62, welcher in

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Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, ist in den Leitungszustand versetzt worden, um den Einfluß der Diode 52 auszuschalten. Es kann sich dadurch ein Stromfluß in Richtung des gestrichelten Pfeiles 60 ausbilden.

Wenn das Potential an dem Anschluß 50 positiv wird, so entlädt sich der Kondensator 57 über den Anzeigemechanismus 17 und den steuerbaren Gleichrichter 62, welcher in seinem leitenden Zustand verbleibt, bis seine Anodenspannung größer ist als seine Kathodenspannung. Das ist dann der Fall, wenn der Steuerelektrode 64 kein Steuerstrom mehr zugeführt wird. Durch die Wirkung des Kondensators wird der dem Anz ei gerne chanismus 17 zugeführte pulsierende Gleichstrom geglättet.

Wenn der ITormalzustand auf der Stromübertragungsleitung 10 wieder hergestellt ist, reicht der Spannungsabfall zwischen dem Mittelabgriff 51 und dem Anschluß 50 nicht mehr aus, um die Zenerdiode 65 im leitenden Zustand zu halten. Dadurch wird auch dem steuerbaren Gleichrichter 62 kein Steuerstrom mehr zugeführt. Wenn das Potential an dem Anschluß 50 in Bezug auf das Potential an dem Mittelabgriff 51 positiv wird, so wird der steuerbare Gleichrichter 62 wieder in Rückwärtsrichtung vorgespannt, das heißt, also ausgeschaltet. Dadurch wird der Stromfluß durch den Indikatormechanismus, der durch den gestrichelten Pfeil 60 angedeutet ist, unterbrochen.

Nachdem der steuerbare Gleichrichter 62 ausgeschaltet und das Potential an dem Anschluß 47 positiv geworden ist, beginnt die Diode 52 zu leiten, und es fließt wieder ein Strom durch den Indikatormechanismus 17 in Richtung des vollausgezogenen Pfeiles 48. Dadurch, daß der Strom nun wieder in der umgekehrten Richtung fließt, wird der Anzeigemechanismus in die Position zurückgesetzt, welche einen Normalzustand in der Stroraübertragungsleitung 10 anzeigt.

Gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung setzt sich also die in Figur 4 dargestellte Schaltung automatisch von selbst in ihren Ausgangszustand zurück, wenn in der Übertragungsleitung wieder normale Zustände herrschen.

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Es soll bemerkt werden, daß der Spannungsabfall über dem Widerstand 53 ausreichend groß ist, so daß - wenn sich der steuerbare Gleichrichter 62 in seinem leitenden Zustand befindet - der Stromfluß vorherrschend von dem Mittelabgriff 51 zu dem Anschluß 50 fließt. Weiterhin ist der durch die Wirkung dieses Widerstandes 53 durch den Mechanismus 17 in Richtung des Pfeiles 60 fließende Strom wesentlich größer als der in Richtung des Pfeiles 48 fließende Strom. Die Folge davon ist, daß, wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform, der relativ stark in Richtung des Pfeiles 60 fließende Strom, welcher aus einem abnormal hohen Strom in der Übertragungsleitung 10 resultiert, mit dem Kondensator 57 zusammenwirkt, um sicherzustellen, daß eine Fehleranzeige durch den Indikatormechanismus 17 auch dann erfolgt, wenn ein solch abnormal hoher Strom nur während eines einzigen Zyklus auftritt und danach kein Strom mehr in der übertragungsleitung 10 fließt.

Bei der in Figur 4 dargestellten Schaltung entsprechen die entgegengesetzt gepolten Dioden 68 und 69 den Dioden 33 und 34 in Figur 1. Die Dioden 68 und 69 haben demnach ebenfalls eine Spannungsbegrenzerfunktion.

Bs soll,nunmehr Bezug genommen werden auf Figur 5. Die in Figuren 1 und 4 dargestellte Schaltung kann in Form einer gedruckten Schaltungsplatte 70 ausgeführt werden, welche in einem Gehäuse 71 untergebracht und mit der Sensorspule 12 oder 46 verbunden ist. Die Sensorspule 12 oder 46 ist um eine zylindrische Wand innerhalb des Gehäuses 71 gewunden. Die zylindrische Wand definiert eine Bohrung 72, welche sich durch das Gehäuse 71 erstreckt. Der Kern 11 zur induktiven Verkopplung der Sensorspule 12' oder 46 mit der Stromübertragungsleitung 10 kann aus zwei C-förmigen, magnetisch leitenden Teilen 11a und 11b zusammengesetzt sein, welche in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, so daß der Kern 11 die Stromübertragungsleitung 10 umfaßt und

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sich durch die Bohrung 72 erstreckt. Die Teile 11 a und 11b des Kernes 11 können miteinander durch einen Ansatz 11c verbunden sein, welcher von dem einen Ende des Teiles 11a ausgeht und an dem Teil 11b mit Hilfe einer Schraube 11d gehalten ist.

Der in dem Gehäuse 71 untergebrachte Teil der Schaltung ist durch eine trennbare Kupplung 55 mit dem Aiizeigemechanismus 17 verbunden, welcher entfernt angeordnet sein kann. Der Anzeigemechcnisraus 17 kann in einem Gehäuse 73 untergebracht sein, das mit einem Fenster 74 versehen ist. Durch das Fenster 74 kann geprüft werden, ob sich der Anzeigemechanismus entsprechend der Position des Magneten 37 in der Normalposition oder in der Fehlerposition befindet.

Ansprüche;

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   ( 1 j Gerat zur Anzeige eines abnormalen Stromflusses in einer " elektrischen Übertragungsleitung, gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (7), welche einen Magneten (37) enthält, der zwischen einer Kormalanzeige-Position und einer Abnormalanzeige-Position beweglich ist, durch einen Elektromagneten (36), der - wenn durch ihn Strom in der einen Richtung hindurchfließt - den Magneten (37) in die Hormalanzeige-Position setzt und der - wenn durch ihn Strom in der entgegengesetzten Richtung hindurchfließt den Magneten (37) in die Abnormalanzeige-Position setzt, und durch eine mit dem Elektromagneten (36) verbundene Schaltung, welche dazu dient, den Elektromagneten (36) mit einem in der einen Richtung fließenden Strom zu beaufschlagen, wenn der Stromfluß in der Übertragungsleitung (1O) normal ist, und den Elektromagneten (36) mit einem in der entgegengesetzten Richtung fließenden Strom zu beaufschlagen, wenn der Stromfluß in der Übertragungsleitung (10) abnormal ist.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorspannmittel für den Magneten (37) vorgesehen sind, welche den Magneten (37) nachgiebig entweder in der Normalanzeige-Position oder der Abnormalanzeige-Position zu halten suchen, wobei die von den Vorspannmitteln auf den Magneten (37) ausgeübte Kraft geringer als die Verstellkraft des von dem Elektromagneten (36) erzeugten magnetischen Feldes ist.
3. 3· Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel von einer zusätzlichen Magnetanordnung (43, 44) gebildet sind, welche einen Magnetfluß erzeugt, der den verstellbaren Magneten (37) entweder in der Hormalanzeige-Position oder der Abnormalanzeige-Position zu hal-

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   ten sucht, und daß der von der zusätzlichen Magnetanordnung (43, 44) erzeugte Hagnetfluß im Vergleich zu dem von dem Elektromagneten erzeugten Hagnetfluß relativ schwach ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Hagnet (37) um eine Drehachse drehbar ist und zwei in Bezug auf die Drehachse gegenüberliegende Pole aufweist, daß der verstellbare Magnet urn die Drehachse in einem Winkelbereich von weniger als 180 zwischen der Normalanzeige-Position und der Abnormalanzeige-Position drehbar ist und daß die zusätzliche Hagnetanordnung (43, 44) einen Hagnetpol aufweist, dessen Polarität entgegengesetzt der Polarität eines der Pole des verstellbtiren Hagneten (37) ist, wobei der erwähnte Pol der zu- ; sätzlichen Hagnetanordnung (43, 44) nächst der Kitte des Weges angeordnet ist, den der entsprechende Pol des verstellbaren Hagneten (37) bei seiner Drehung zwischen den beiden Positionen durchläuft.
5. 5. Gerät nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine mit der Übertragungsleitung (10) gekoppelte Sensorwicklung (12, 46) aufweist, in welcher eine dem Stromfluß in der übertragungsleitung (10) proportionale Spannung induziert wird, daß die Schaltung weiterhin einen steuerbaren Gleichrichter (30, 62) enthält, welcher den Elektromagneten (36), jenachdem ob er sich in einem leitenden oder einem nichtleitenden Zustand befindet, mit einem Strom in der einen oder der entgegengesetzten Richtung beaufschlagt, und daß die Schaltung schließlich noch einen Steuerteil für den steuerbaren Gleichrichter (30, 62) enthält, welcher den steuerbaren Gleichrichter (30, 62) entsprechend der in der Sensorwicklung (12, 46) induzierten Spannung steuert, derart, daß der steuerbare Gleichrichter (30, 62) den einen Leitungszustand annimmt, wenn die induzierte Span-

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   nung geringer als sein vorbestimrater viert ist, und daß der steuerbare Gleichrichter (30, 62) den anderen Leitungszustand annimmt, wenn die induzierte Spannung den vorbestimmten Wert überschreitet.
6. 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil eine Zenerdiode (25, 65) enthält, wobei der vorbestimmte Wert von der Durchbruchsspannung der Zenerdiode definiert ist, daß der steuerbare Gleichrichter (30, 62) den nicht-leitenden Zustand annimmt, wenn die in der Sensorwicklung (12, 46) induzierte Spannung geringer als die Durchbruchsspannung der Zeneraiode (25, 65) ist und daß der steuerbare Gleichrichter (30, 62) den leitenden Zustand annimmt, wenn die in der Sensorwicklung (12, 46) induzierte Spannung die Durchbruchsspannung der Zenerdiode (25, 65) überschreitet.
7. 7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, d?ß die Schaltung ferner eine Diode (14, 52) enthält, die in dein Stromweg liegt, durch den der Strom in der einen Richtung fließt, und daß der steuerbare Gleichrichter (30, 62) in dem Stromweg liegt, durch den der Strom in der entgegengesetzten Richtung fließt, wobei der steuerbare Gleichrichter leitend ist, wenn der Strom in der entgegengesetzten Richtung fließt.
8. 8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ferner einen Kondensator (35, 57) enthält, der zu dem Elektromagneten (36) parallel geschaltet ist, um die dem Elektromagneten (36) zugeführten Impulse zu glätten.
9. 9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ferner einen Widerstand (16, 53) enthält, der in Serie mit der Diode (14, 52) geschaltet iat, so daß der in der entgegengesetzten Richtung durch den Elektro-

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   magneten (36) fließende Strom genügend größer als der in der einen Richtung durch den Elektromagneten (36) fließende Strom ist, um den Kondensator (35, 57) mit einem einzigen in der entgegengesetzten Richtung fließenden Stromimpuls aufzuladen, derart, daß der Elektromagnet (36) den verstellbaren Magneten (37) in die Abnormalanzeige-Position verschieben kann.
10. 10. Gerät nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung ferner zueinander und zu dein Jilektromagneten (36) parallel geschaltete Dioden (33, 3^·; 6ΰ, 69) zur Spannungsbegrenzung enthält.

    Der Patentanwalt

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