DE584242C - Vorrichtung und Schaltung zur Messung und UEberwachung der Leitertemperatur von Starkstromkabeln - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
16. SEPTEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 68 so

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

von Starkstromkabeln

Zusatz zum. Patent 569

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. April 1931 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 9. November 1929.

Das Patent 569 516 bezieht sich auf eine Vorrichtung und Schaltung zur Messung und Überwachung der Leitertemperatur von Starkstromkabeln, bei der die in den Kabelleiter zur Temperaturmessung eingelegten Prüfdrähte, die auch an der Netzstromübertragung teilnehmen, über zwei Wandler gleicher Charakteristik transformatorisch mit einer Fremdstromquelle verbunden sind.

Eine wesentliche Vereinfachung und Verbesserung der Anordnung wird dadurch erzielt, daß erfindungsgemäß die Prüfdrähte mit der einen Wicklung eines Zweischenkelwandlers verbunden werden, dessen andere Wicklung oder Wicklungen in Kombination mit einer Widerstandsanordnung über ein Meßinstrument an einer Wechselspannungsquelle liegen. Es wird hier vorteilhaft der eine der zwei Wandler nach Patent 569 516 durch zwei Ohmsche Widerstände ersetzt, wodurch die Meßwandleranordnung wesentlich kleiner und damit in der Herstellung billiger wird.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der neuen Schaltung dargestellt.

In der Abb. 1 ist der Hauptleiter K mit den zwei eingelegten Prüf drahten P beispielsweise in der nächsten Muffe M des Kabels leitend verbunden. Am Anfang der Strecke sind die Prüf drahte P an die Enden der Hochvoltwicklung P₁-P₂ des Zweischenkelmeßwandlers angeschlossen. Der Mittelpunkt L der Wicklung P₁, P₂ ist mit dem Hauptleiter K verbunden. Durch diese Schaltung der Prüf drahte P wird erreicht, daß sie im Verhältnis ihres Querschnittes zum Hauptleiter K an der Netzstromübertragung teilnehmen können, ohne daß im Eisenkern des Wandlers ein magnetischer Fluß erzeugt wird. Die Ausbildung dieses Flusses wird deshalb verhindert, weil sich die Amperewindungien L-P₁ und L-P₂ aufheben. Außer der WicklungPj-Pa befinden sich auf dem Wandlerkem noch untereinander gleiche Niedervoltwicklungen Ij-I₂ und I3-I4, die zusammen mit Normalwiderständen N₁-N₂ mit konstanten oder praktisch konstanten Temperaturkoeffizienten zu einer Brücke geschaltet sind. Die Schaltung ist derart getroffen, daß die Wandler wicklungen I₁-I₂ und I₃-I₄ zwei diametral gegenüberliegende Zweige bilden, während die beiden anderen Zweige durch die Normalwiderstände N₁

*) Von dem Palentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Karl Rottsieper in Berlin-Adlershof.

und N₂ gebildet werden. An die Punkte a und b ist die Prüfspannung gelegt. Als Temperaturanzeiger wird vorteilhaft ein nach dem Wattmeterprinzip arbeitendes Instrument T verwendet, dessen Stromspule St vom Brükkensummenstrom / durchflossen wird und. dessen Spannungsspule Sp au den Punkten c und d der Brücke liegt, zwischen denen bei Gleichheit der Ohmschen Spannungskomponenten der einzelnen Brückenzweige nur eine gegen den Strom / um 90° phasenverschobene Spannung liegt, die auf das Wattmeterinstrument keinen Einfluß ausübt.

Tritt infolge Temperaturänderung der Prüfdrahtschleife P₁-M-P₂ eine Widerstandsänderung in der Schleife ein, so wird das Gleichgewicht der Ohmschen Spannungskomponenten an den Brückenzweigen gestört. Die Spannung zwischen den Punkten c und d erhält hierdurch eine gegen den Strom/ um 90° verschiedene Phasenlage. Die in Richtung des Stromes / auftretende Komponente der Spannung bewirkt einen Ausschlag des Instrumentes T, das in ⁰C geeicht ist und direkt die Temperatur des Kabelleiters K abzulesen gestattet.

Abb. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens. Die Anordnung der Prüf drähte P ist die gleiche wie nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1. Auch ihr Anschluß an den Meßwandler entspricht demjenigen nach Abb. 1, ebenso die Anordnung der Hochvoltwicklung selbst. Außer dieser Hochvoltwicklung P₁-F₂ befindet sich hier nur eine Niedervoltwicklung I₁-I₂ auf dem Eisenkern des Wandlers. Das Ende I₁ der Niedervoltwicklung liegt am Pol α der Fremdspannung, das Ende I₂ über die eine Stromspule ^i₁ eines Differential-Instrumentes, z. B-. eines Differential wattmeters DW, am anderen Pol b der Netzspannung. An den Polen α und b liegt ferner die Serienschaltung von Normalwiderstand N mit konstantem Temperaturkoeffizienten und Stromspule St₂ des Differentialwattmeters DW. Die Spannungsspulen Sp₁ und Sp₂ der Systeme des Differentialwattmeters DW liegen ebenfalls an den Punkten α und b. Bei einer bestimmten Temperatur, der ein bestimmter Widerstand der Meßdrahtschleife P₁-M-P₂ entspricht, gibt das Differentialwattmeter DW keinen Ausschlag. Ändert sich aber der Widerstand der Meßdrahtschleife, während N konstant bleibt, so wird auf das Wattmeter ein Drehmoment ausgeübt. Ist nun das Instrument in ⁰C geeicht, so kann die Temperatur des Kabelleiters unmittelbar abgelesen werden. An Stelle des Differentialwattmeters kann auch ein Quotientenmesser verwendet werden.

Die Schaltung kann auch sinngemäß für Kabel verwendet werden, bei denen nicht zwei Prüfdrähte in den Hauptleiter eingelegt sind, sondern der Hauptleiter in an sich bekannter Weise als sogenannter Spaltleiter ausgebildet ist, wie in dem Schaltbild nach Abb. 3 angenommen ist. Die beiden Teile S des Hauptleiters nach Abb. 3 sind mit den Enden der Hochspannungswicklung P₁ und P₂ des Wandlers verbunden; die Mitte L der WiCkIuUgP₁-F₂ ist an den ungeteilten Leiter K des benachbarten Kabelendes angeschlossen.

'Die neue Anordnung kann auch für Temperaturmessungen an Sammelschienen, Transformatoren, Maschinen und sonstigen Apparaten benutzt werden.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung .und Schaltung zur Messung und Überwachung der Leitertemperatur von Starkstromkabeln mit im Kabel verlegten isolierten Leitern nach Patent 569 516, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfdrähte mit der einen Wicklung eines Zweischenkelwandlers verbunden sind, dessen andere Wicklung oder Wicklungen in Kombination mit einer Widerstandsanordnung über ein Meßinstrument an einer Wechselspannungsquelle liegen.
2. 2. Vorrichtung und Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Prüfdrähte (P) an einem Punkte (M) mit dem Hauptleiter (K) leitend verbunden sind, während die anderen Enden der Prüf drähte (P) und der Hauptleiter (K) mit der einen Wicklung (P₁-L-P₂) des Zweischenkehneßwandlers derart verbunden sind, daß die Prüf drähte (P) an der Netzstromübertragung im Verhältnis ihres Querschnittes teilnehmen, ohne daß dabei im Eisenkern des Wandlers ein Fluß erzeugt wird.
3. 3. Vorrichtung und Schaltung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Wicklung (P₁-L-P₂) zum. Anschluß der Prüfdrähte (P) und des ■ Hauptleiters '(K) noch zwei einander gleiche Wicklungen (I₁-I₂ und I₃-I₄) auf dem Wandlerkern vorgesehen sind, welche Zweige einer Brücke bilden, die von der Wechselspannungsprüfquelle (E) gespeist wird (Abb. 1).
4. 4. Vorrichtung und Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zweige der Brücke bildenden Wicklungen (I₁-I₂ und I₃-I₄) einander diametral gegenüberliegen und die beiden anderen Zweige durch zwei von der Temperatur unabhängige oder praktisch

   unabhängige Vergleichs- oder Normalwiderstände (N₁ und N₂) gebildet werden (Abb. i).
5. 5. Vorrichtung und Schaltung nach Anspruch 4 unter Verwendung eines zweckmäßig in Temperaturgraden geeichten Wattmeters (T) oder Quotientenmessers, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspule (St) des Meßinstrumentes in der Wechselstromzuleitung zu zwei gegenüberliegenden Brückenpunkten liegt und den Brückensummenstrom (/) führt, während die Spannungsspule (Sp) an den beiden anderen gegenüberliegenden Punkten der Brücke angeschlossen ist (Abb. 1).
6. 6. Vorrichtung und Schaltung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Wicklung (P₁-L-P₂) zum Anschluß der Prüfdrähte (P) und des Hauptleiters (K) nur noch eine von der Wechselspannungsprüfquelle (E) gespeiste Wicklung (ii-i₂) auf dem Wandlerkern vorgesehen ist, zu welcher ein Normalwiderstand (N) parallel geschaltet ist (Abb. 2).
7. 7. Vorrichtung und Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein die Leistungsaufnahme des Wandlers und des Normälwiderstandes (N) messendes, zweckmäßig in Temperaturgraden geeichtes Differentialinstrument, z. B. ein Differentialwattmeter (DW) oder einen Quotientenmesser (Abb. 2).
8. 8. Vorrichtung und Schaltung nach Anspruch ι und 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Spaltleiterkabeln Verwendung findet, wobei die Teile (S) des Spaltleiters als Prüf drähte dienen (Abb. 3).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen