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Oeschreibung "Prüfgerät für die Phasenfolge bei Drehstrom al Anwendunsebiet
Das erfindungsgemäBe Gerät dient dazu, die Phasnfolge von Drehstromanschlüssen festzustellen,
um den Anschluß an Steckdosen und Verbrauchergeräten derart ausführen zu können,daa
sie den einschlägigen Vorschriften beziehungsweise den Klemmenbezeichnungen entspricht.
Es kann auGerdem dazu dienen, den Ausfall einer Phase akustisch zu melden; des weiteren
ist das Gerät als Durchgangs- und Spannung melder zu verwenden.
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b) Der Stand der Technik ist durch prüfgeräte gekennzeichnet, von
denen die Phasenfolge - auch Drehsinn genannt - optisch angezeigt wird. Gebräuchlich
ist die Anzeig mit Zeigerinstrumonten, rotierenden Scheiben und durch Lampen.
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c) Der Drehsinn oder die Phasenfolge von drei Anschlüssen einer symmetrischen
Drehstromquelle kann mit einer einfachen Brückenschaltung festgestellt werden, wenn
der Phasenwinkel der verketteten Spannungen zwischen den drei Anschlüssen 1200 beträgt.
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Bei dieser an sich bekannten Brückenschaltung wird die resultierende
Brückenspannung unter idealen cedingungen !ull, wenn der Phasenwinkel in der einen
Brückenhälfte durch einen Kodensator um 60 gedreht wird. Diese Bedingung trifft
nur für eine bestimmte Peihenfolge und für drei Anschlüsse an der Brückenschaltung
zu. dei nur zwei Anschlüssen oder nach dem Vertauschen von zwei Anschlüssen entstsht
immer eine Spannung an den Brückenenden. Diese Brückenspannung wird zweckmäßigerweise
mit einer Glimmlampe angezeigt.
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Diese Glimmlampe wird also in all den Fällen leuchten, in denen die
resultierende drückenspannung ihre Zündspannung übersteigt.
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Dies ist bei den üblichen Spannungen von öffentlichen Drehstrom-Versorgungsnetzen
immer der Fall, wenn entweder nur zwei Phasenstränge angeschlossen sind, der
dritte
Anschluß offen bleibt oder am Sternpunkt liegt.
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Ebenfalls wird die Glimmlampeleuchten, wenn die Phasenfolge nicht
der durch die Schaltungsanordnung gegebenen Reihenfolge entspricht.
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Nur im Falle der "richtigen"Phasenfolge und bei Vorhandensein der
drei verketteten Spannungen reicht die Brückenspannung nicht aus, die Glimmlampezu
zünden.
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Erfindungsgemäß wird das Leuchten der Glimmlampe von einem lichtempfindlichen
elektrischen Wandler in einen Ton des menschlichen Hörbereichs umgesetzt und damit
der Fehler in der Phasenfolge oder da Fehlern einer der drei Phasen hörbar gemeldet.
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d) In den Zeichnungen, Anlage 4, sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die vorerwähnte Brückenschaltung; sie besteht aus den
Widerständen R 1, R 2, Raldem Kondensator C 1 und der Glimmlampe G.
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Die Anschlüsse für den Drehstrom sind mit 1, 2, 3 bezeichnet.
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Die verkettete Spannung zwischen den Anschlüssen 1 und 3 wird von
den tdiderständen R 2, R 3 geteilt, ohns die Phasenlage am Verbindungspunlct X zu
bseinflussen.
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Aus der Reihenschaltung von R 1 und C 1 ergibt sich bei entsprechender
Bemessung außer der Spannungsteilung der verketteten Spannung zwischen dcnAnschlüsse
sen 1 und 2 noch eine Phasendrehung um 60° am Punkt Y.
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Damit sind die Teilspannungen an den Punkten X unc Y gegenphasig,
wenn die Phasenfolge rechtsdrehend in der Reihenfolge der Anschlüsse 1, 2, 3 lauft.
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(Bei linksdrehender Phsenfolgitritt die Gegenphasigkeit gegenüber
der verketteten Spannung zwischen den Anschlüssen 2 und 3 auf, für die in diesem
beispiel kein Brückenglied vorgesehen ist.) Die als Brückenindikator dienende Glimmlamoe
G ist mit einem Fotowiderstand F H zusammen in einem lichtdichten Gehäuseeingebaut.
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Der Fotowiderstand F liegt bei der gezeichneten Stellung a-b des
SchalTers U an den Anschlüssen e, f. Der Punkt e ist der Pluspol der batterie 0,der
Punkt f der positive Speisepunkt des frequenzbestimmenden Kreises des iltivibraors.
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Der Dultivibrator besteht aus den Transistoren T 1, T 2, den Kondensatoren
C 2, C 3, den Widerständen R 4, R 5, R 6 und dem Lautsprecher L. Diese unordnung
wirkt als elektrischer Tongenerator. Infolge des sehr hohen Dunkeluiderstandes
von
F kann der Plultivibrator nicht schwingen, wann die Glirnmiampe nicht gazündet ist.
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Wenn also keine Spannung an den Anschlüssen 1, 2, J liegt, schwingt
der Piultivibrator nicht.
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tdird an nur zwei der drei Anschlüsse 1, 3 3 eine Sechselspannung
angelegt, ganz gleich, ob es sich um eine der verketteten Spannungen oder um die
Phasenspannung zum Sternpunkt handelt, so wird die Glimmlamp zünden. Ihr Licht verringert
den Fotowiderstand - bei entsprechender Dimensionierung - soweit, daß der Multivibrator
schwingen kann und der Lautsprecher L die Schwingfrequenz als Ton hörbar macht.
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Da die HeLligkeit der Glimmerscheinung in G vom Strom abhängt, der
hindurchfließt, dieser wiederum von den Spannungen an den Anschlüssen, ergibt sich
in F ein Widerstand, der von der Spannung abhängig ist.
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Sei entsprechender Dimensionimrung kann der von L abgestrahlte Ton
umso höher sein, je niedriger der Widerstand von F ist.
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Damit wird es möglich, beim probeweisen Anlegen von spannungführenden
Leitungen an 1, 2 3 oder an nur zwei Anschlüssen, zwischen veretteter- und Phasenspannung
mit Hilfe der Tonhöhe zu unterscheiden.
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Verschwindet der Ton beim-Anlegen der dritten Leitung, so wird damit
erkennbar, daß die verketteten Spannungen in der richtigen Phasenfolge angeschlossen
wurden.
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Wenn der Schalter U in die Stellung b - c gebracht wird, so kann der
Multivibrator als Durchgangs- und iderstandsprüfer benutzt werden. Die Anschlüsse
1, 2 dienen dann zum Anschalten des Prüfstromkreises. Der Anschluß 3 wird nicht
benutzt.
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Soll der Prüfstrom bei der Betriebsart als Durchgangsprüfer auf einen
besonders niedrigen Wert begrenzt werden, etwa zur Prüfung empfindlicher Bauelemente,
so bietet es sich an, die Anschlüsse 2 und 3 zu benutzen. Hierbei dienen dann die
Widerstände R 2, R 3 der Strombegrenzung.
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Eine weitere Anwendung kann der r,ultivibrator zur Anzeige der Stromart
beziehungsweise der Polung von Fremdspannungen finden.
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Wird bei der Schalterstellung b - c von U eine äußere Spannung an
die Anschlüsse 1, 2 oder 2, 3 gelegt, so entsteht ein Stromkreis, in dem die Zenerdiode
Z wirksam wird. 3e nach der Polung der Fremdspannung entsteht an der Zenerdiode
eine Spannung in der öhe ihrer Durchlaßspennung oder in der Höhe ihrer Zenerspannung.
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Die Durchlaßspannung wirkt wie eine mit der Batterie B in Reihe geschalteten
Zusatzspannung
und führt dazu, daß der Nultivibrator schwingt.
Ist die Fremdspannung derart gepolt, daß die Zenerspannung entsteht, sc wirkt diese
der Batterie a entgegen und der Multivibrator schwingt nicht.
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Jechselspannungen bewirken also eine Modulation des Multivibrators
mit ihrer Frequenz. Gleichapannungen führen zum Schwingen oder Nichtschwingen des
Nultivibrators und lassen somit die Polung an den Anschlüssen erkennen.
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In Fig. 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel die erweiterte Brückenschaltung
dargestellt. Sie enthält zusätzlich zu den erwähnten Elementen den Brückenzweig
zwischen den Anschlüssen 2, 3 mit dem Widerstand R 1' und dem Kondensator C 1'.
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Der Brückenindikator für diesen Zweig liegt zwischen den Punkten X-
und Y', als Glimmlampe G. Diese ist zusammen mit dem Fotowiderstand F' in dem lichtdichten
Gehäuse H' untergebracht.
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Der Fotowiderstand F' ist an einem Ende direkt, am anderen über den
Vorwiderstand V zum Fotowiderstand F parallel geschaltet. Bei dieser Anordnung können
vier Zustände eintreten: 1. Liegt keine Wechselspannung an den Anschlüssen 1, 2
3, so leuchten beide Glimmlampen nicht, der Multivibrator schwingt nicht, da der
Dunkelwiderstand der Fotowiderstände zu hoch ist.
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2. Liegt nur an zwei Anschlüssen 1 und 2, 2 und 3 oder 1 und 3 eine
Wechselspannung, so leuchten beide Glimmlampen. Beide Fotowiderstände werden leitend
und, da sie parallel geschaltet sind, wird der Nultivibrator veranlaßt, mit seiner
höchsten Frequenz zu schwingen.
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3. Liegen die verketteten Spannungen des Drehstroms im rechten Drehsinn
an den Anschlüssen 1, 2, 3, so wird die Glimmlampe G verlöschen und nur noch G'
leuchten. Somit nimmt der Fotowiderstand F seinen hohen Dunkelwert an, der Multivibrator
wird im wesentlichen über den Fotowiderstand F' und den Vorwderstend #gespeist,
Der erieugte Ton ist von tiefer Frequenz.
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4. Wenn die verketteten Spannungen lm linken Drehsinn, also zn der
ge -3, 2, 1 an den Anschlüssen 1, 2, 3 liegen, so erlischt die Glimmiampe G, und
Ç leuchtet. Entsprechend nimmt der Fotowiderstand F seinen hohen -keiwert en und
der Multivibrator wird nur über F gespeist, Der erzeugte Ton liegt in der Frequenz
höher als bei dem unter 3 beschriebenen Zustand, jedoch tiefer als nach 2
e)
Die Vorteile, die ein erfindungsgemäßes Prüfgerät bietet, liegen einerseits darin,
daß es die Arbeitssicherheit fördert, die Prüfung auf richtige Phasenfolge beschleunigt
und außerdem zu Durchgangs- und Spannungsprüfungen verwendet werden kann.
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Die größere Arbeitssicherheit ergibt sich daraus, daß es für den
Prüfenden nicht nötig ist, die Kontaktstellen, an die die Prüfleitungen angeschlossen
werden, außer Beobachtung zu lassen, denn das Ergebnis der Prüfung wird akustisch
vermittelt. Dies ist entscheidend, da üblicherweise zwei der Prüfleitungen mit den
Händen gehalten werden und die spannungführenden Leitungen, zu denen dor Kontakt
hergestellt ist, noch nicht an festmontierte Klemmen angeschlossen sind.
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Die Beschleunigung der Arbeit resultiert eben-alls daraus, daß es
nicht nötig ist, die visuelle Aufmerksamkeit zwischen der Kontaktgabe und der Anzeige
des Prüfgerätes zu teilen.
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Aus der Möglichkeit, den flultivibrator des Gerätes auch für Durchgangs-
und Fremdspannunr,sprüfun3en zu verwenden, ergibt sich eine bessere Wirtschaftlichkeit
hinsichtlich 8eschaffungs Lagerhaltung, Transport und Ausnutzungsgrad.
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Weitere 'Jorteile ergeben sich aus der akustischen Zustandsmeldungs
wenn das Gerät das Ergebnis von Schalthendlungon melden soll, die nicht in Sichtseite
vorgenommen werden können.
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f) Bezugszeichen in den Zeichnungen Anlage 4 1, 2, 3 Anschlüsse der
Prüfleitungen R 1, R 1' R 2, R 3 Widerstände der Brückenschaltung C 1, C 1' Phasendrehender
Kondensator dar 3rückenscnaltung X, Y, Y' Brückenpunkte F, F' Fotowiderstände G,
G' Glimmlampen H, H' lichtdichtes Gehäuse V Vorwiderstand U Umschalter Z Zenerdiode
a Batterie für Nultivibrator T 1, T 2 Transistoren des Nultivibrators C 2, C 3 Kondensatoren
" R 4, R 5, R 6 Widerstände ?I II L Lautsprecher e, f Anschlüsse des Multivibrators