DE275891C

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Publication number: DE275891C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bekanntlich bereitet die Prüfung der bei den Stromkonsumenten installierten Elektrizitätszähler, die je nach der von der Zentrale in bezug auf Meßgenauigkeit gestellten Anforderung in kürzeren oder längeren Zeitabschnitten regelmäßig wiederholt werden muß, zur Zeit noch erhebliche Schwierigkeiten. Dieselben bestehen in der Hauptsache darin, daß in Ermangelung einer besonderen, konstanten

ίο Stromquelle die Prüfung mittels des Netzstromes vorgenommen werden muß, welcher infolge der unvermeidlichen Schwankungen der Netzspannung seinen Wert naturgemäß ständig ändert. Die für den Verbrauch während der Prüfung benutzten Kontrollinstrumente, wie Voltmeter, Ampere- oder Wattmeter sind deshalb selbst von geübtem Personal nur schwer und bei größeren Spannungsschwankungen überhaupt nicht mit so großer Sicherheit abzulesen, daß eine genaue Kontrolle der Zählerangaben möglich ist. Auch erfordert der Transport der Meßinstrumente besonders bei ausgedehnten Ortszentralen einen besonderen Hilfsarbeiter, wodurch die Kosten der Prüfung erhöht werden.

Nachstehend ist eine Einrichtung beschrieben, bei welcher die bisherigen Schwierigkeiten ausgeschlossen sind, da dieselbe vollkommen automatisch arbeitet und während der Prüfung nicht beobachtet zu werden braucht. Die Bauart ist ausreichend robust, um allen Unbilden des Transportes standhalten zu können.

Die Zeichnungen stellen die Einrichtung als Ausführungsbeispiele in vier Figuren dar. In allen Figuren sind die gleichen Einzelteile mit den gleichen Buchstaben bezeichnet.

In Fig. ι bezeichnet s die Spannungsspule des zu prüfenden Zählers und h die Stromspule. In Serie mit der Stromspule ist ein Belastungswiderstand I mit einer beliebigen Anzahl Stufen geschaltet. In den Stromkreis der Spannungsspule s ist ein von einem Motor oder mechanischen Laufwerk m angetriebener Unterbrecher u eingeschaltet. Im vorliegenden Falle ist der Unterbrecher aus einem stromleitenden Metallrohr c gebildet, in welches ein keilförmig zugespitztes Isolierstück k eingesetzt ist. Die Bürste b_x schleift ständig auf dem auf dem ganzen Umfange leitenden Teil des Unterbrecherrohres, während die Bürste b₂ abwechselnd vom leitenden Teil auf den nichtleitenden Teil gleitet. Die Bürste b₂, welche um den Punkt 0 drehbar gelagert ist, ist mit einem Anker α verbunden, der von einem Elektromagneten, welcher an die Netzspannung angeschlossen ist, mehr oder weniger angezogen wird. Die Gegenfeder f hält den Anker stets im Gleichgewicht. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Die auf den Spannungskreis des Zählers wirkende mittlere Spannung ist von der Lage der Bürste b₂ auf dem Unterbrecher abhängig. Die Lage der Bürste ist wiederum von der Höhe der Netzspannung abhängig, so daß einem bestimmten Werte der Netzspannung

stets ein bestimmter Wert der auf den Zähler wirkenden Spannung gegenübersteht. Es sei angenommen, daß bei einer mittleren Netzspannung von E₁ Volt die Bürste &₂ ^eme rnittlere Lage auf dem Unterbrecher einnimmt, und daß die auf den Zähler wirkende Spannung die Wirkung einer ständig angelegten Spannung von E₂ Volt ausübt; der Belastungswiderstand I betrage W Ohm. Die auf den

ίο Zähler wirkende Triebkraft ist proportional der über den Zähler gehenden Leistung und gleich

Ist eine Änderung der Netzspannung um e Volt eingetreten, so nimmt die Zählerspannung den Wert E₃ an und die Belastung des Zählers beträgt

ε· ,

jf ^El + ^e

Um die ursprüngliche Belastung zu erhalten, muß der Ausdruck

E₁

E₁+e W

oder

₁+7

sein. Ist diese Bedingung erfüllt, so bleibt die Belastung des Zählers bei schwankender Netzspannung konstant. Die Spannung E₃ kann durch die richtige Wahl der Organe der Unterbrecheranordnung bei jeder Netzspannung obigem Ausdruck gleich gemacht werden. Aus der letzten Gleichung geht ohne weiteres hervor, daß die Größe des Belastungswiderstandes keinen Einfluß auf die Konstanz der Zählerbelastung hat.

Der Belastungswiderstand I kann aus mehreren Abteilungen konstanter Widerstände bestehen. Der Ohmsche Widerstand der einzelnen Abteilungen kann so gewählt werden, daß der über diese bei jeder Netzspannung fließende Strom multipliziert mit der jeweilig auf den Zähler wirkenden mittleren Spannung einen runden Betrag von Watts ergibt.

Mit einem Belastungswiderstand mit fünf auf 50, 100, 200, 400 und 800 Watt abgestimmten Abteilungen lassen sich Zähler bis zu 15 Ampere bei 110 Volt von 5 bis 100 Prozent der Vollast prüfen. Die Prüfung beschränkt sich nur auf die Beobachtung der Dauer derselben. Ist z. B. der Zähler mit den Widerständen für 1000 Watt 1 Stunde lang belastet, so muß ein richtig gehender Zähler 1 Kilowattstunde angezeigt haben.

Die Form des keilförmigen Isolierstückes k des Unterbrechers kann nach der Formel

F-F a

E- ^2 ^cl

^3 - _Ei _^J

oder auch empirisch bestimmt werden.

Auch die Ermittlung der Spannung E₂ kann empirisch erfolgen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Spannungsspule s des Zählers ein Widerstand r vorgeschaltet ist, welcher vom Unterbrecher zeitweise kurzgeschlossen wird.

Auch in diesem Falle tritt am Zähler eine mittlere, von der jeweiligen Netzspannung abhängige Spannung auf.

Die auf den Zähler wirkende Spannung ist stets kleiner als die Netzspannung. Um eine ausreichende Regulierung der Zählerbelastung bei Spannungsschwankungen von +. 10 Prozent zu erreichen, muß die niedrigste, dem Zähler zugeführte Spannung um etwa 20 Prozent geringer sein als die Netzspannung.

Bei Gleichstromzählern ist dieser Umstand nicht von Belang. Für Wechselstromzähler kann die dem Zähler zugeführte Spannung über einen Spartransformator zugeführt werden.

In Fig. 3 ist der Transformator t so be- go messen, daß die von den Klemmen 3 und 4 dem Zähler zugeführte Spannung bei normaler Netzspannung dieser gleich ist, so daß bei Schwankungen der Netzspannung von +. 10 Prozent die dem Zähler zugeführte Spannung nur um .+. 10 Prozent schwankt. Die übrige Ausführung deckt sich mit derjenigen nach Fig. i.

Für Zähler für geringe Leistung und für solche, bei denen die Spannung nicht eingeführt wird, also bei Amperestundenzählern, läßt sich durch zeitweises Unterbrechen des Gesamtstromes oder eines Teiles desselben ebenfalls die beabsichtigte Wirkung erreichen. Diese Anordnung ist aus der Fig. 4 ersichtlich.

Die Ausführungen des Grundgedankens, nach welchem durch zeitweises Unterbrechen oder Kurzschließen des Spannungsstromes oder des durch die Stromspule fließenden Stromes oder eines Teiles desselben eine Konstanthaltung der über den Zähler gehenden Belastung erzielt werden kann, können durch manigfache Anordnungen und Schaltungen getroffen werden. Es sind demnach sämtliche Ausführungsarten von Einrichtungen, die gemäß dem Er- findungsgedanken zur Konstanthaltung des Zählereichstromes dienen, in das Patent eingeschlossen.

Auch die Beschaffenheit des Unterbrechers ist unwesentlich für die Erfindung; es können alle zur Zeit bekannten Konstruktionen verwendet werden, bei denen die Anzahl der

Unterbrechungen und die Zeitdauer derselben durch eine elektrisch oder mechanisch betätigte Einrichtung geändert werden kann.

Claims

Patent-An Spruch:

Selbstregelnde Einrichtung zum Prüfen von Elektrizitätszählern und anderen elektrischen Meßinstrumenten, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsstrom oder der Hauptstrom oder beide Teile zugleich oder nur Teile dieser Ströme durch einen periodisch wirkenden Unterbrecher auf kurze Zeitabschnitte, deren Dauer von der Netzspannung abhängig ist, unterbrochen oder kurzgeschlossen werden, zum Zwecke, bei Wattstundenzählern das Produkt aus dem wirksamen Strom und der wirksamen Spannung und bei Amperestundenzählern den wirksamen Strom während der Prüfung konstant zu erhalten.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.