DE630852C - Arrangement for measuring the temperature of an AC conductor under load - Google Patents

Arrangement for measuring the temperature of an AC conductor under load

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DE630852C
DE630852C DES102090D DES0102090D DE630852C DE 630852 C DE630852 C DE 630852C DE S102090 D DES102090 D DE S102090D DE S0102090 D DES0102090 D DE S0102090D DE 630852 C DE630852 C DE 630852C
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Dr-Ing Wilhelm Thal
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/20—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit

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Description

Es ist bekannt, zur Messung der Temperatur von Wechselstromleitern deren Widerstandsänderung zu benutzen,, die man nach Abschalten des Betriebsstromes in bekannter Weise mißt. Diese an sich sehr genaue Meßmethode hat den Nachteil, daß sie während des Betriebes versagt. Man hat deshalb vorgeschlagen, die Temperatur eines' Wechselstromleiters unter Belastung zu bestimmen durch eine geeignete Temperaturmeßeinrichtung, ζ. B. ein Thermoelement, das in größtmöglicher Nähe des Leiters angeordnet wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das Temperaturmeßgerät an fertigen Maschinen oder Apparaten nur unter Schwierigkeiten, manchmal auch gar nicht angebracht werden kann und daß besondere Leitungen von der Meßstelle bis zur Beobachtungsstelle geführt werden müssen. Außerdem hat die Meßanordnung eine unter Umständen störende, erhebliche Zeitkonstante.It is known to measure the temperature of alternating current conductors, their change in resistance to use, which one after switching off the operating current in known Way measures. This very accurate measurement method has the disadvantage that it during of operation fails. It has therefore been suggested that the temperature of an AC conductor to be determined under load by a suitable temperature measuring device, ζ. B. a thermocouple in the greatest possible Placed near the conductor. This method has the disadvantage that the Temperature measuring device on finished machines or devices only with difficulty, sometimes not even attached and that special lines from the Measuring point must be led to the observation point. In addition, the measuring arrangement has a potentially disruptive, considerable time constant.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem sie auf einfache Weise ermöglicht, Temperaturänderungen eines Wechselstromleiters unter Belastung festzustellen. Erfindungsgemäß wird zur Messung des Widerstandes bzw. der Widerstandsänderung über ein oder mehrere gleichphasig mit dem Strom gesteuerte Ventile einem Gleichstrommeßinstrument die Wirkkomponente des komplexen Spannungsabfalles^ der von dem Betriebsstrom in dem Leiter hervorgerufen wird, zugeführt. Aus der Wirkkomponente des komplexen Spannungsabfalles kann nämlich unmittelbar auf den Ohmschen Widerstand des stromdurchflossenen Leiters zurückgeschlossen werden.The invention overcomes these disadvantages by allowing temperature changes in a simple manner of an alternating current conductor under load. According to the invention for measuring the resistance or the change in resistance via one or more in-phase with the current controlled Valves a direct current measuring instrument the active component of the complex voltage drop ^ which is caused by the operating current in the conductor, is supplied. From the active component of the complex The voltage drop can directly affect the ohmic resistance of the current flowing through it Head to be closed.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Zunächst sind in den Fig. 1 bis 4 an 4-0 einem Stromwandler beispielsweise einige zur erfindungsgemäßen Messung geeignete \rorrichtungen schematisch gezeichnet, während die Fig. 5 bis 8 einige Anwendungsbeispiele zeigen.Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. First, a current transformer 1 are shown in FIGS. 4-0 to 4 to, for example, drawn to some inventive measurement suitable \ r orrichtungen schematically, while the Fig. 5 to 8 show some examples of application.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit ι der Eisenkern eines Stromwandlers bezeichnet. 2 ist die Primärwicklung und 3 die Sekundärwicklung des Wandlers. Zur Messung der Ohmschen Spannungskomponente dient ein Gleich- 5» Strommeßgerät 4 mit einem gesteuerten Ventil 5. Der Steuerkreis des Ventils ist mit 6 bezeichnet. Das Gleichstrommeßgerät 4 ist in Reihe mit dem Ventil 5 an die Klemmen der Primärwicklung 2 gelegt. In der Fig. t ist der Steuerkreis des Ventils 6 an die Sekundärklemmen eines Stromwandlers 7 geschaltet. Infolgedessen ist der Strom in demIn FIGS. 1 to 4, the iron core is denoted by ι of a current transformer. 2 is the primary winding and 3 is the secondary winding of the converter. A constant 5 » Ammeter 4 with a controlled valve 5. The control circuit of the valve is 6 designated. The direct current meter 4 is in series with the valve 5 on the terminals the primary winding 2 placed. In Fig. T the control circuit of the valve 6 is connected to the secondary terminals a current transformer 7 switched. As a result, the stream is in that

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr.-Ing. Wilhelm Thal in Berlin-Siemensstadt. .Dr.-Ing. Wilhelm Thal in Berlin-Siemensstadt. .

Steuerkreis 6 um iSo° gegen den die Primärwicklung 2 durchfließenden Betriebsstrom phasenverschoben,, d. h, also mit diesem in' Phase. Es wird also das Ventil S gleichphä-S sig mit dem Strom gesteuert und infolgedes'-s sen von dem Meßinstrument 4 die Ohmsche· Spannungskomponente der Wicklung 2 angezeigt. Diese Ohmsche Spannungskomponente ist aber nicht nur bedingt durch den Ohmsehen Spannungsabfall in der Wicklung 2, sondern auch durch denjenigen in der Sekundärwicklung 3 und die Verluste des Eisenkernes i. Da bei einem Stromwandler mit sehr niedrigen Sättigungen des Eisenkernes gearbeitet wird, so können die Eisenverluste in der Regel vernachlässigt werden, so daß praktisch von dem Instrument ein Mittelwert aus den Ohmschen Widerständen der Wicklungen 2 und 3 gemessen wird. Ist die spezifische Strombelastung beider Wicklungen gleich groß, dann ergibt die Messung praktisch einen eindeutigen Widerstandswert. Auch bei mäßig ungleicher Belastung sind die Abweichungen vom Mittelwert so gering, daß immer noch aus den Meßergebnissen auf die Temperatur zurückgeschlossen werden kann.Control circuit 6 by iSo ° against the operating current flowing through the primary winding 2 out of phase ,, d. h, so with this in 'phase. So the valve S becomes phase-S sig controlled with the flow and as a resultes The ohmic voltage component of the winding 2 is displayed by the measuring instrument 4. This ohmic voltage component is not only due to ohmic vision Voltage drop in winding 2, but also due to that in the secondary winding 3 and the losses of the iron core i. Since with a current transformer with very low saturations of the iron core are worked, so can the iron losses usually neglected, so that practically a mean value from the instrument is measured from the ohmic resistances of windings 2 and 3. Is the specific one If the current load of both windings is the same, the measurement is practical a clear resistance value. Even with moderately unequal loads, the deviations from the mean value are so small that that the temperature can still be deduced from the measurement results can.

In das Meßergebnis der oben beschriebenen Anordnung geht noch die Stromstärke in der Wicklung 2 ein, weil ja der Ohmsche Spannungsabfall unmittelbar von dieser Stromstärke abhängig ist. Man kann diesem Umstände ohne weiteres Rechnung tragen, wenn es sich um eine Prüfung mit einer vorausbestimmten Stromstärke handelt und diese während der Messung konstant gehalten wird.In the measurement result of the arrangement described above, the current strength in the Winding 2, because the ohmic voltage drop is directly related to this amperage is dependent. One can easily take this into account if it is a test with a predetermined current strength and this is kept constant during the measurement.

Außerdem ist der Ausschlag des Meßgerätes 4 ein Maß für den gesamten Ohmsehen Widerstand, so daß Widerstandsänderungen nur schwer ablesbar sind. Diesen zuletzt genannten Nachteil kann man entweder dadurch beseitigen, daß man den Nullpunkt des Meßgerätes 4 in bekannter Weise durch zusätzliche mechanische Kräfte, z. B. mit Hilfe der Richtfeder, unterdrückt. Man kann aber auch den dem kalten Zustand der Wicklung 2 entsprechenden Ausschlag durch eine entgegengesetzt gerichtete Spannung auf Null kompensieren. Eine derartige Anordnung ist in der Fig. 2 dargestellt In Reihe mit dem Ventil 5 und Meßgerät 4 ist noch ein Ohmscher Widerstands geschaltet, der mit den Sekundärklemmen eines Stromwandlers 9 verbunden und dessen Widerstandswert stromunabhängig ist. Der Stromwandler 9 ist so geschaltet, daß er eine der Meßspannung entgegengesetzt gerichtete Spannung an den Klemmen des Widerstandes 8 erzeugt, deren Größe so bemessen ist, daß bei kaltem Zustand der Wicklungen 2 und 3 das Meßgerät 4 auf Null steht. Diese Anordnung hat gegenüber einer mechanischen Nullpunkt-Unterdrückung den Vorteil, daß sie für jede ■Stromstärke richtig ist, da sich die Sekundärvsjiannung des Wandlers 9 proportional mit /der Stromstärke ändert, während die mechanische Nullpunktunterdrückung für jede Stromstärke besonders neu geeicht werden müßte.In addition, the deflection of the measuring device 4 is a measure of the total ohmic vision Resistance, so that changes in resistance are difficult to read. This last The disadvantage mentioned can either be eliminated by setting the zero point of the measuring device 4 in a known manner additional mechanical forces, e.g. B. with the help of the directional spring suppressed. One can but also the rash corresponding to the cold state of the winding 2 by a Compensate oppositely directed voltage to zero. One such arrangement is shown in Fig. 2 In series with the valve 5 and measuring device 4 is another ohmic Resistance connected, which is connected to the secondary terminals of a current transformer 9 and whose resistance value is independent of current. The current transformer 9 is connected in such a way that it opposes one of the measuring voltage Directed voltage generated at the terminals of the resistor 8, the size of which is such that when cold of the windings 2 and 3, the measuring device 4 is at zero. This arrangement has a mechanical zero point suppression the advantage that it is correct for every current strength, since the secondary voltage of the transducer 9 proportionally with / the current strength changes, while the mechanical Zero point suppression must be specially recalibrated for each current strength would have to.

Die Anordnung in der Fig. 2 ist noch insofern gegenüber der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung geändert, als der in der Fig. 1 zur Speisung des Steuerkreises des Ventils dienende Stromwandler 7 fortgefallen ist und der Steuerkreis 6 unmittelbar an die Sekundärklemmen des Wandlers geschaltet ist. Da der Sekundärstrom des Wandlers gegenüber dem Primärstrom hinreichend genau um i8o° verschoben ist, wird auch auf diese Weise das Ventil gleichphasig mit dem Primärstrom gesteuert.The arrangement in FIG. 2 is still in comparison to that shown in FIG. 1 Arrangement changed than that in FIG. 1 for feeding the control circuit of the valve serving current transformer 7 has been omitted and the control circuit 6 is directly connected to the secondary terminals of the converter is switched. Since the secondary current of the converter is sufficiently accurate compared to the primary current by i8o ° is shifted, the valve is also in phase with the primary flow in this way controlled.

Die bisher beschriebenen Anordnungen genügen für Messungen, die zur Prüfung einer Maschine oder eines Apparates vorgenommen werden sollen, denn in diesen Fällen kann man mit einer konstanten Primär Stromstärke arbeiten. Es macht sich aber immer mehr der Wunsch geltend, Maschinen und Apparate vor allem auch während des Betriebes zu überwachen, wobei dann naturgemäß die Stromstärke innerhalb weiterer Grenzen schwankt. Eine für den zuletzt genannten Zweck geeignete Anordnung ist in der Fig. 3 dargestellt. Bei dieser wird an Stelle eines Einspulenmeßgerätes ein Kreuzspulmeßgerät 4 verwendet, dessen Meßstromzweig ebenso wie das Einspulengerät an die Klemmen des zu überwachenden Leiters angeschlossen ist, während der Richtstromzweig von einer Spannung gespeist wird, die proportional dem den Leiter durchfließenden Strom ist. Zur Erzeugung einer solchen Spannung dient bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ein in den Stromkreis der i°5 Primärwicklung 2 gelegter temperaturunabhängiger Nebenschluß widerstand 10. Ebensogut kann für diesen Zweck auch gemäß Fig. 4 ein Stromwandler 11 benutzt werden. Zweckmäßig ist die Anordnung so getroffen, daß "« beide Stromzweige des Kreuzspulinstrumentes über dasselbe Ventil 5 gespeist werden. Von dem Kreuzspulinstrument wird bei Anordnung gemäß Fig. 3 und 4 zunächst einmal der Wert J-(R + δR) : J, d. h. R + öR gemessen. Man kann auch hierbei wieder lediglich die der Temperaturänderung entsprechende Widerstandsänderung δ R zur Anzeige bringen, wenn man den dem kalten Zustand des Leiters entsprechenden Wert R kompensiert, z. B. indem man das Meßinstrument mit einer dritten Spule versieht, die inThe arrangements described so far are sufficient for measurements that are to be carried out to test a machine or an apparatus, because in these cases you can work with a constant primary current strength. However, there is a growing desire to monitor machines and devices, especially during operation, in which case the current strength naturally fluctuates within wider limits. An arrangement suitable for the last-mentioned purpose is shown in FIG. In this, instead of a single-coil measuring device, a cross-coil measuring device 4 is used, the measuring current branch of which, like the single-coil device, is connected to the terminals of the conductor to be monitored, while the directional current branch is fed by a voltage that is proportional to the current flowing through the conductor. To generate such a voltage, in the embodiment according to FIG. 3, a temperature-independent shunt resistor 10 placed in the circuit of the primary winding 2 is used. A current transformer 11 can also be used for this purpose according to FIG. . Conveniently, the arrangement is such that "" the two current branches of the Kreuzspulinstrumentes are fed via the same valve 5 from the cross-coil instrument is in the arrangement according to Figures 3 and 4 first of all, the value of J (R + .delta..sub.R). J, ie, R + OER measured. one can also here again only the change in temperature corresponding resistance change δ R bring them to display when it compensates for the cold state of the conductor corresponding value of R, z. B. by providing the meter with a third coil in

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der Ebene der Meßstromspule angeordnet ist und von einer von dem Primärstrom abhängigen Spannung gespeist wird. Man kann auch die der Meßstromspule zufließende Spannung unmittelbar kompensieren.the plane of the measuring current coil is arranged and dependent on one of the primary current Voltage is fed. The voltage flowing to the measuring current coil can also be used compensate immediately.

Die oben beschriebenen Anordnungen sollen nur als Ausführungsbeispiele des Erfmdungsgedankens gelten. Sie können in der mannigfachsten Weise abgeändert werden, z. B.The arrangements described above are only intended as exemplary embodiments of the inventive concept are valid. They can be modified in a variety of ways, e.g. B.

to können überall, wo erforderlich, Transformatoren zur Verbindung von Wechselstromkreisen benutzt werden u. dgl. m.to can use transformers for connecting AC circuits wherever required can be used and the like.

Die Brauchbarkeit einer Anordnung gemäß der Erfindung geht über die Messung des Widerstandes bzw. der Temperatur erheblich hinaus. Sie kann z. B. auch zur Anzeige von Windungsschlüssen und Erdschlüssen von Maschinen und insbesondere Transformatoren benutzt werden. Wenn man dabei die dem Meßgerät zugeführte Spannung und die Speisung des Steuerkreises des Ventils verschiedenen Seiten des Transformators entnimmt, dann haben Betriebsstörungen infolge der durch sie bedingten Phasenverschiebung zwisehen Primär- und Sekundärwicklung augenblickliche Ausschlagähderungen des anzeigenden Gerätes zur Folge. Man kann nach dieser Richtung noch einen Schritt weiter gehen und den Steuerkreis des Ventils aus einer fremden, synchronen, in der Phase jedoch von dem Betriebsstrom unabhängigen Spannungsquelle speisen. In diesem Fall werden die durch Betriebsstörungen hervorgerufenen Phasenverschiebungen noch stärker bemerkbar gemacht, so daß die Anordnung gemäß der Erfindung als hochwertiger Transformator- und Generatorschutz dienen kann. Damit ist ihre Verwendung zur Temperaturkontrolle aber nicht aufgehoben, wenn man Mittel vorsieht, um den Steuerkreis des Ventils für Temperaturmessung vorübergehend an eine mit dem Betriebsstrom phasengleiche Spannungsquelle zu schalten. Da die Anordnung keine Zeitkonstante hat, kann die Temperatur nach Einschaltung sofort abgelesen werden,The usefulness of an arrangement according to the invention goes beyond the measurement of the Resistance or the temperature considerably. You can z. B. also to display Winding faults and earth faults in machines and in particular transformers to be used. If one considers the voltage supplied to the measuring device and the supply of the control circuit of the valve takes from different sides of the transformer, then operational malfunctions as a result of the phase shift caused by them Primary and secondary winding instantaneous deflection changes of the displaying Device. One can go a step further in this direction and the control circuit of the valve from a foreign, synchronous, but in phase Supply voltage source independent of the operating current. In this case it will be the phase shifts caused by malfunctions are even more noticeable made so that the arrangement according to the invention as a high quality transformer and generator protection can serve. So that is their use for temperature control but not repealed if funds are provided for the steering committee of the Temporarily to a valve for temperature measurement that is in phase with the operating current To switch voltage source. Since the arrangement has no time constant, the temperature can be read off immediately after switching on will,

In der Fig. 5. ist eine Schaltung gezeichnet, die besonders zweckmäßig zur Überwachung von Maschinen oder Apparaten benutzt wird,In FIG. 5, a circuit is drawn which is particularly useful for monitoring is used by machines or apparatus,

so bei denen eine Leistung von einer primären auf eine sekundäre Wicklung übertragen wird. Mit 12 ist der Eisenkern eines Leistungstransformators bezeichnet, dessen Primärwicklung 13 und dessen Sekundärwicklung 14 ist. 15 und 16 sind an die Klemmen der Wicklungen gelegte Spannungswandler, deren Sekundärwicklungen über ein Gleichstrommeßinstrument 4 und ein Ventil 5 gegeneinandergeschaltet sind. Das Ventil wird von einem Stromwandler 17 gesteuert. Der Richtstromkreis des Instrumentes erhält seine Spannung vor! einem Nebenschlußwiderstand, der an die Sekundärklemmen des Stromwandlers 18 angeschlossen ist. Dabei werden bei ungleicher Primär- und Sekundärspannung durch geeignete Dimensionierung der Spannungswandler diese Spannungsabfälle auf den gleichen Maßstab gebracht. Diese Anordnung ist insofern besonders einfach, weil sie einer Stromkorrektur nicht bedarf und von ihr ohne weiteres der Wert der Widerstandsänderung δ R bzw. der Temperaturänderung angezeigt wird. Sie hat außerdem den besonderen Vorteil, daß sie nicht nur zur Temperaturüberwachung benutzt werden kann, sondern daß von ihr auch anderweitige Betriebsstörungen, wie z. B. ein einseitiger Windungskurzschluß oder ein Erdschluß, angezeigt werden. Die durch derartige Störungen hervorgerufenen Spannungsdifferenzen sind so groß, daß das Instrument aus seinem Skalenbereich heraus ausschlägt. Durch Anordnung von Erdkontakten oder ähnlich arbeitenden Vorrichtungen kann man derartige Betriebsstörungen dann optisch oder akustisch zur Anzeige bringen.so in which a power is transferred from a primary to a secondary winding. The iron core of a power transformer, the primary winding of which is 13 and the secondary winding of which is 14, is denoted by 12. 15 and 16 are voltage converters connected to the terminals of the windings, the secondary windings of which are connected to one another via a direct current measuring instrument 4 and a valve 5. The valve is controlled by a current transformer 17. The rectifying circuit of the instrument receives its voltage! a shunt resistor connected to the secondary terminals of the current transformer 18. If the primary and secondary voltage are unequal, these voltage drops are brought to the same scale by suitable dimensioning of the voltage transformers. This arrangement is particularly simple in that it does not require a current correction and it easily displays the value of the change in resistance δ R or the change in temperature. It also has the particular advantage that it can not only be used for temperature monitoring, but that it can also cause other malfunctions, such as, for. B. a one-sided winding short circuit or an earth fault, are displayed. The voltage differences caused by such disturbances are so great that the instrument deflects out of its scale range. By arranging earth contacts or similarly operating devices, such operating faults can then be indicated optically or acoustically.

Bei Mehrphasensystemen kann man sich mit' der Überwachung einer Phase begnügen. In vielen Fällen wird auf diese Weise eine hinreichende Temperaturkontrolle ermöglicht. Man kann aber auch alle Phasen überwachen und mit Hilfe einer bekannten Summenschaltung die Summe der Ohmschen Komponenten der Spannungsdifferenzen bilden.In the case of multi-phase systems, one can be satisfied with monitoring one phase. In many cases, this enables adequate temperature control. But you can also monitor all phases and with the help of a known summation circuit form the sum of the ohmic components of the voltage differences.

Wenn der zu messende Leiter, wie wohl meist, eine Wicklung ist, von der auf einen Eisenkern Leistung übertragen oder aus diesem entnommen werden soll, dann kann man in solchen Fällen, wo die Sättigung des Eisenkernes nur in sehr geringen Grenzen schwankt, dessen Verluste als konstant annehmen, so daß von der Anzeige des Meßgerätes 4 ein konstanter Wert in Abzug gebracht werden muß. Zu diesem Zweck kann man z.B. eine Hilfsspule verwenden, die neben oder über der Meßinstrumentenspule angeordnet ist und von einer konstanten Spannung gespeist wird. In vielen Fällen ändert sich aber die Sättigung des Eisenkernes nicht unerheblich, z. B. muß man bei Leistungstransformatoren mit stärkeren Spannungs Schwankungen rechnen, die infolge der ohnedies hohen Sättigung des Eisenkernes starke Änderungen der Eisenverluste zur Folge haben. Man kann aber, da sich diese Änderungen innerhalb eines kleinen Bereiches der Magnetisierungskurve vollziehen, diesen Bereich praktisch als linear betrachten und infolgedessen die Änderung mit verhältnismäßig einfachen Mitteln ausreichend kompensieren, 12a wenn man zu diesem Zweck die Spannung heranzieht. Ein Ausführungsbeispiel dafürIf the conductor to be measured is, as is usually the case, a winding, from one to one Iron core power is to be transferred or taken from it, then you can in those cases where the saturation of the Iron core fluctuates only within very small limits, assuming its losses as constant, so that a constant value is deducted from the display of the measuring device 4 must become. For this purpose, e.g. an auxiliary coil can be used next to or located across the meter coil and of constant voltage is fed. In many cases, however, the saturation of the iron core does not change irrelevant, e.g. B. you have to with power transformers with stronger voltage fluctuations calculate, the strong ones due to the already high saturation of the iron core Result in changes in iron losses. But you can, because these changes complete this area within a small area of the magnetization curve consider practically linear and consequently the change with proportional sufficiently compensate for simple means, 12a if one uses the tension for this purpose attracts. An example of this

Claims (18)

ist in der Fig. 6 dargestellt. Mit 12, 13 und 14 ist wieder der Transformator bezeichnet. Die verwendete Schaltung entspricht im wesentlichen der in der Fig. 5 dargestellten. Lediglich ist parallel zu beiden Spulen ein Nebenschlußwiderstand 19 geschaltet, der von der Spannung durchflossen wird und aus stark temperaturabhängigem Material besteht. Durch, geeignete Bemessung des Neben-Schluß Widerstandes 19 gelingt es, die mit der Spannung schwankenden Eisenverluste des' Kernes 12 in einem für die praktische Verwendung ausreichenden Maße zu kompensieren. An Stelle des Nebenschluß wider Standes 19 kann man auch Vorschaltwiderstände vor das Instrument legen, die ebenfalls aus temperaturabhängigem Material bestehen und deren Temperatur von der Spannung beeinflußt wird.is shown in FIG. At 12, 13 and 14 the transformer is again designated. The circuit used corresponds to the essentially that shown in FIG. Only one is parallel to both coils Shunt resistor 19 connected through which the voltage flows and off strongly temperature-dependent material. By appropriately dimensioning the secondary line Resistance 19 succeeds in reducing the iron losses of the ' To compensate core 12 to a sufficient extent for practical use. Instead of the shunt against stand 19 you can also use series resistors in front of the instrument, which are also made of temperature-dependent material and whose temperature is influenced by the voltage. ao Die den Gegenstand der Erfindung bildende Anordnung ist nicht beschränkt auf die Temperaturbestimmung von Leitern, die neben einem Ohmschen auch einen induktiven Spannungsabfall haben." Man kann vielmehr vorteilhaft den Erfindungsgegenstand auch in solchen Fällen anwenden, wo es sich um die Temperaturmessung bzw. auch um die Widerstandsmessung wechselstromdurchflossener Leiter handelt, die rein Ohmschen Spannungsabfall haben. In diesem Fall kann man z. B. einen ■ Kupferoxydulgleichrichter verwenden. Fälle, in denen eine solche Anordnung zweckmäßig verwendet wird, kommen z. B. bei der Herstellung von Graphit vor, wo durch die Graphitmasse sehr starke Ströme geschickt werden und bisher zur Messung des für die Fabrikation wichtigen Widerstandes der Betriebsstrom jeweils abgeschaltet werden mußte. Neben Widerstands- bzw. Temperatur messungen kann der Erfindungsgegenstand auch z. B. zur Prüfung von Eisenkernen herangezogen werden. Ausführungsbeispiele dafür sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. In der Fig. 7 ist eine Anordnung gezeichnet, ♦5 mit deren Hilfe man z. B. den Wert W\'kg einer Eisensorte bestimmen kann. 20 ist ein Eisenkern, der mit. einer Wicklung 21 versehen ist. Die Wicklung wird aus einer Wechselstromquelle gespeist. Die Stromstärke wird an einem Amperemeter 22 abgelesen. Die Ohmsche Spannungskomponente wird wieder von· dem Meßinstrument 4 angezeigt. Das Ventil wird gleichphasig mit dem Strom gesteuert, Indem sein Steuerkreis 6 an einen Nebenschlußwiderstand 23 im Wechselstromkreis angeschlossen ist. Wenn man die Widening 21 so ausführt, daß ihr Ohmscher Widerstand nahe Null wird, dann ist die einzige Veränderliche, die in dem Meßgerät ■* So zur Anzeige kommt, ein den Eisenverlusten des Kernes· 20 proportionaler Wert. Durch langsame Steigerung des Stromes in der Wicklung 21 kann man also die Magnetisierungskurve des Kernes 20 punktweise aufnehmen. In der Fig. 8 ist eine Anordnung gezeichnet, die es gestattet, unmittelbar den Wert ig φ zu bestimmen. 20 ist wieder der Eisenkern und 21 die wechselstromdurchfiossene Wicklung. Als Meßgerät dient in diesem Fall ein Kreuzspulinstrument, dessen Meßzweig über das Ventil 5 an die Klemmen der Wicklung 21 angeschlossen ist, während der Richtstromzweig über ein gesteuertes Ventil 24 angeschlossen ist, dessen Steuerphase gegenüber der Steuerphase des Ventils 5 um 900 verschoben ist. Auch für diese Schaltung ist erforderlich, daß der Ohmsche Widerstand der Wicklung 21 vernachlässigbar klein ist. Man kann auch hierbei unter Verwendung des Amperemeters 22 den tg φ-Wert und damit die Permeabilität punktweise über den gesamten Bereich, bezogen auf die Amperewindungen, bestimmen.ao The arrangement forming the subject of the invention is not limited to the determination of the temperature of conductors that have an ohmic voltage drop as well as an inductive voltage drop The resistance measurement of alternating current-carrying conductors with a purely ohmic voltage drop is involved. In this case, a copper oxide rectifier can be used, for example Very strong currents can be sent through the graphite mass and so far the operating current had to be switched off in order to measure the resistance, which is important for production 7 and 8 Darge represents. In Fig. 7 an arrangement is drawn, ♦ 5 with the help of z. B. can determine the value W \ 'kg of an iron type. 20 is an iron core that goes with. a winding 21 is provided. The winding is fed from an alternating current source. The current strength is read on an ammeter 22. The ohmic voltage component is again displayed by the measuring instrument 4. The valve is controlled in phase with the current by having its control circuit 6 connected to a shunt resistor 23 in the AC circuit. If the widening 21 is designed in such a way that its ohmic resistance is close to zero, then the only variable which is displayed in the measuring device is a value proportional to the iron losses of the core 20. By slowly increasing the current in the winding 21, the magnetization curve of the core 20 can be recorded point by point. An arrangement is drawn in FIG. 8 which allows the value ig φ to be determined directly. 20 is again the iron core and 21 is the winding through which alternating current flows. As a measuring instrument, is used in this case, a cross-coil meter, whose measuring path is connected to the terminals of the winding 21 via the valve 5 during the rectified current branch is connected via a controlled valve 24, whose control phase is shifted relative to the control phase of the valve 5 to 90 0th For this circuit, too, it is necessary that the ohmic resistance of the winding 21 is negligibly small. Here, too, using the ammeter 22, the tg φ value and thus the permeability can be determined point by point over the entire range, based on the ampere turns. Patentansi'Rüche:Patent scents: i. Anordnung zur Messung der Temperatur eines Wechselstromleiters unter Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Widerstandes bzw. der Widerstandsänderung über ein oder mehrere gleichphasig mit dem Strom gesteuerte Ventile einem Gleichstrommeßinstrument die Wirkkomponente des komplexen Spannungsabfalles, der von dem Betriebsstrom in dem Wechselstromleiter hervorgerufen wird, zugeführt wird.i. Arrangement for measuring the temperature of an alternating current conductor under load, characterized in that to determine the resistance or the change in resistance via one or more in-phase with the current controlled Valves a direct current measuring instrument the active component of the complex Voltage drop, which is caused by the operating current in the AC conductor, is supplied. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem kalten Zustand des Leiters entsprechende Ausschlag . des Meßinstrumentes durch eine too gleiche, entgegengesetzt gerichtete Spannung auf Null kompensiert wird.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the cold State of the head corresponding rash. of the meter by one too equal, oppositely directed voltage is compensated to zero. -3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspannung unmittelbar oder mittelbar aus dem den Leiter enthaltenden Wechselstromkreis entnommen und zweckmäßig über das vor das Meßinstrument geschaltete, gesteuerte Ventil dem Meßinstrument zugeführt wird. »0-3. Arrangement according to Claim 2, characterized in that the compensation voltage is taken directly or indirectly from the alternating current circuit containing the conductor and is expediently fed to the measuring instrument via the controlled valve connected upstream of the measuring instrument. »0 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung des in kaltem Zustand in dem Leiter erzeugten Ohmschen Spannungsabfalles auf das Meßinstrument durch mechanische Vorspannung des Meßinstrumentes kompensiert wird.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the effect the ohmic voltage drop generated in the conductor in the cold state on the measuring instrument by mechanical Bias of the measuring instrument is compensated. 5. Anordnung nach Anspruch 1, insbesondere zur Prüfung der Wicklungen von Meß wandlern, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil von der Sekundärseite des zu prüfenden Wandlers her gesteuert wird.5. Arrangement according to claim 1, in particular for testing the windings of Measuring transducers, characterized in that the valve from the secondary side of the to testing converter is controlled ago. 6. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung eine% Quotientenmeßinstrumentes für Gleicht strom, dessen Meßstromzweig über ein gesteuertes Ventil an die Klemmen des zu, überwachenden Leiters angeschlossen ist, während der Richtstromzweig zweckmäßig über dasselbe Ventil von einer Spannung gespeist wird, die dem den Leiter durchfließenden Strom proportional ist und zweckmäßig aus einem Nebenschlußwiderstand oder einem Stromwandler entnommen wird.6. Arrangement according to claim i, characterized by the use of a% Quotient measuring instrument for equal current, whose measuring current branch has a controlled valve is connected to the terminals of the conductor to be monitored, while the directional current branch is expediently fed via the same valve from a voltage that flows through the conductor Current is proportional and conveniently taken from a shunt resistor or a current transformer will. 7. Anordnung nach Anspruch 1 zur Überwachung von Maschinen oder Apparaten, bei denen eine Leistung von einer primären auf eine sekundäre Wicklung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ohmsche Komponente der Dif-7. Arrangement according to claim 1 for monitoring machines or apparatus, in which power is transferred from a primary to a secondary winding, characterized in that, that the ohmic component of the dif- ao ferenz der auf den gleichen Maßstab bezogenen Primär- und Sekündärspannungsabfälle als Maß der Widerstandsänderung der Wicklungen dient.apart from the primary and secondary voltage drops related to the same scale serves as a measure of the change in resistance of the windings. 8. Anordnung nach Anspruch 7 für Maas schinen oder Geräte in Mehrphasennetzen, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an sich bekannten Summenschaltung zur Bildung der Differenzsumme aller Phasen.8. Arrangement according to claim 7 for Maas machines or devices in multi-phase networks, characterized by the use of a per se known summation circuit for forming the difference sum of all Phases. 9. Anordnung nach Anspruch 1 zur Überwachung von Eisenkerne enthaltenden Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß durch besondere spannungs-, d. h. verlustabhängige Anordnungen die Empfindlichkeit des Meßgerätes entsprechend dem Einfluß der veränderlichen Eisenverluste geändert und dadurch deren Einwirkung auf die Messung wenigstens nahezu kompensiert wird.9. Arrangement according to claim 1 for monitoring iron cores containing Windings, characterized in that special voltage, d. H. loss-dependent Arrangements the sensitivity of the measuring device according to the Influence of the variable iron losses changed and thereby their effect on the measurement at least almost compensated will. 10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung von temperaturabhängigen, vor das Meßinstrument geschalteten Widerständen, die in Abhängigkeit von der Betriebsspannung erwärmt werden.10. Arrangement according to claim 9, characterized through the use of temperature-dependent, in front of the measuring instrument switched resistors, which are heated depending on the operating voltage. 11. Anordnung nach'Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Hilfswicklung auf dem beweglichen Teil des Meßinstrumentes, deren Erregung abhängig von der Betriebsspannung ist.11. Arrangement nach'Anspruch 9, characterized by an auxiliary winding on the moving part of the measuring instrument, whose excitation depends on the operating voltage. 12. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen parallel zu beiden Stromzweigen des Meßinstrumentes angeordneten Nebenschluß mit tem-12. The arrangement according to claim 9, characterized by a parallel to two branches of the measuring instrument arranged shunt with tem- ' peraturabhängigem Widerstand.'temperature-dependent resistance. 13. Anordnung nach Anspruch 1, insbesondere zum Schutz von Leistungstransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Meßinstrument zugeführte Spannung und der Strom für den Steuerkreis des Ventils von verschiedenen Seiten des Transformators entnommen werden.13. Arrangement according to claim 1, in particular for the protection of power transformers, characterized in that the The voltage and the current for the control circuit of the valve can be taken from different sides of the transformer. 14. Anordnung nach Anspruch 1, insbesondere zum . Schutz von Leistungstransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis des Ventils aus einer fremden, in der Phase von dem Betriebsstrom unabhängigen Spannungsquelle gespeist wird. 14. Arrangement according to claim 1, in particular to the . Protection of power transformers, characterized in that the control circuit of the valve consists of a external voltage source that is independent of the operating current in phase. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter vorgesehen ist, der es gestattet, für die Temperaturmessung den Steuerkreis des Ventils an eine mit dem Betriebsstrom phasengleiche Spannungsquelle zu schalten.15. Arrangement according to claim 14, characterized characterized in that a switch is provided which allows for the Temperature measurement the control circuit of the valve to one with the operating current to switch in-phase voltage source. 16. Anordnung nach Anspruch r, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Bestimmung magnetischer Werte eines Eisenkernes.16. The arrangement according to claim r, characterized by its use for Determination of magnetic values of an iron core. 17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung des Eisenkernes eine Wicklung dient; deren Ohmscher Widerstand vernachlässigbar klein ist.17. The arrangement according to claim 16, characterized in that a winding is used to excite the iron core ; whose ohmic resistance is negligibly small. 18.- Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des ig φ ein Ouotientenmeßinstrument für Gleichstrom dient, dessen beide Zweige über gesteuerte Ventile an die Klemmen der auf dem Eisenkern ange-.ordneten Wicklung angeschlossen sind, wobei das im Meßstromzweig liegende Ventil konphas mit dem Strom, das im Richtstromzweig liegende Ventil um 900 phasenverschoben gegen den Strom gesteuert wird.18.- Arrangement according to claim 17, characterized in that a Ouotientenmeßinstrument for direct current is used to determine the ig φ , the two branches of which are connected via controlled valves to the terminals of the winding arranged on the iron core, the valve located in the measuring current branch konphas is shifted in phase with the current, which is in the rectified current branch valve 90 0 controlled against the current. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE764503C (en) * 1939-02-02 1953-06-15 Voigt & Haeffner Ag Monitoring device for the temperature of electrical conductors, windings or the like.
DE941861C (en) * 1941-02-05 1956-04-19 Siemens Ag Device for monitoring machines and devices, especially for intermittent operation

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