DE638720C - Nach Art eines Anlegers ausgebildete Vorrichtung zum Messen von elektrischen Stroemen, insbesondere Gleichstroemen - Google Patents

Description

In der Meßtechnik tritt häufig die Aufgabe auf, die Höhe eines elektrischen Stromes zu messen, ohne den von ihm durchflossenen Leiter unterbrechen zu müssen. In der Wechselstrom-S technik behilft man sich bei solchen Messungen mit dem sogenannten Dietzeanleger, der aus einem Stromwandler mit abnehmbarem Joch besteht. Die übliche Ausführung dieses Apparates besteht aus einer Zange mit Isoliergriffen, mit der durch die Federkraft der Zange das Joch gegen den Kern des Wandlers gepreßt wird. Zur Messung von Gleichströmen ist dieser Apparat natürlich unbrauchbar, da Gleichstrom nicht zu transformieren ist.

Zweifellos besteht aber ein Bedürfnis nach einer Vorrichtung zur Messung auch von Gleichströmen, wobei der von dem Strom durchflossene Leiter nicht unterbrochen wird. Beispielsweise will man durch kurzzeitige Messungen die Belastung der Bürsten an Gleichstrommaschinen feststellen, um schlecht arbeitende Bürsten entfernen zu können. Mitunter ist es auch erwünscht, die Belastung von Gleichstromkabeln festzustellen, ohne das Kabel unterbrechen zu müssen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe, eine nach Art eines Anlegers ausgebildete Vorrichtung zum Messen von elektrischen Strömen, insbesondere Gleichströmen, zu schaffen, unter Benutzung des an sich bekannten Prinzips der Ausnutzung der magnetischen Kraft zur Messung dadurch gelöst, daß zwei aus magnetischem Material bestehende, voneinander entfernbare Körper, die um den vom zu messenden Strom durchflossenen Leiter zur Messung herumgelegt sind, und eine Feder vorgesehen sind, mit deren Hilfe die zum Entfernen der beiden Körper voneinander erforderliche Kraft durch Messung der Längenänderung der Feder ermittelt wird. Zweckmäßig besteht die Vorrichtung aus einer Zange, an deren einen Schenkel ein hufeisen- oder ringförmiger Eisenkern und an deren anderen Schenkel ein Halter für einen als Joch ausgebildeten Eisenteil befestigt ist, der mit dem Halter über eine Spiralfeder gekuppelt ist. An der Zange kann eine Skala angebracht sein, über welcher ein vorzugsweise als Schleppzeiger ausgebildeter Zeiger spielt, der entsprechend der Längenänderung der Feder beim Öffnen der Zange verstellbar wird.

Es ist zwar schon ein elektrisches Meßgerät zur Messung von Gleich- oder Wechselströmen in Gestalt einer Zange bekanntgeworden; jedoch handelt es sich bei dieser bekannten Einrichtung um ein sogenanntes Weicheiseninstrument, bei dem mechanisch die Kraft gemessen wird, mit der ein Eisenstück in ein magnetisches Feld hineingezogen wird. Gegenüber der Er-

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

Dipl.-Ing. Otto Erich Nö'lke in Dresden-Mickten.

findung hat diese bekannte Einrichtung den Nachteil, daß -die Streuung wesentlich größer ist, weil der Raum, in dem sich das Weicheisen, dreht, einen Luftspalt darstellt, in welchem die? Kraftliniendichte daher stark von der Lage des-Primärleiters abhängig ist. Bei der Einrichtung, gemäß der Erfindung dagegen kann man den' magnetischen Widerstand für die Kraftlinien pro Längeneinheit des Kraftlinienweges gleichhalten, da die Luftspalte vernachlässigbar klein ist. Die gleichen Nachteile gegenüber der Erfindung hat auch eine andere bekannte Einrichtung, bei welcher als Maß für die Stromstärke diejenige Kraft dient, welche an einem den Stromleiter umfassenden, von einem Luftspalt unterbrochenen Eisenring die freien Polenden aufeinander ausüben. Die beiden Eisenteile, welche bei der bekannten Einrichtung um den vom zu messenden Strom durchfLossenen Leiter herumgelegt sind, werden durch eine Feder auseinandergehalten. Je nach der Stärke des Stromes werden nun die freien Polenden einander entgegen der Wirkung der Feder genähert und auf diese Weise eine Anzeige der Stromstärke bewirkt. Es wird also auch hier, ähnlich wie bei dem bekannten Weicheiseninstrument, die Kraft gemessen, mit der ein Eisenstück in ein magnetisches Feld hineingezogen wird. Es ergeben sich infolgedessen auch die gleichen, oben geschilderten Nachteile. Darüber hinaus unterscheidet sich die letztgenannte Einrichtung von der Erfindung noch dadurch, daß es sich bei ihr nicht um einen Anleger, sondern um eine Meßvorrichtung handelt, die einmal um den Leiter herumgelegt wird und dann in dieser Lage verbleibt.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Mit 11 ist ein hufeisenförmiger Eisenkern bezeichnet, der an den einen Schenkel einer Isolierzange 12 befestigt ist. Der andere Schenkel der Zange 12 trägt einen Halter 13 mit dem Joch 14. Der Halter 13 besteht aus magnetischem, nicht leitendem «!Material, während das Joch 14 ebenso wie der Eisenkern 11 aus magnetisch gut leitendem Material geringer Remanenz hergestellt ist. Das Joch 14 läuft in zwei Stiften 15 und trägt einen Schraubenbolzen 16, der es mittels einer Feder 17 von dem Jochhalter 13 distanziert. Der Schraubenbolzen 16 trägt an seinem Kopf einen Stift 16,,, der durch einen Schlitz 18 des die Feder und den Schraubenbolzen umgebenden Führungsrohres 19 herausragt und gegen einen Schleppzeiger 20 arbeitet. Dieser ist um den Drehpunkt 21 drehbar und spielt auf einer Skala 22. ^v

Die Wirkungsweise der Meßvorrichtung ist folgende: Mittels der Zange12 wird der Jochhalter X3 und damit das Joch 14 von dem hufeisenförmigen Kern Ii abgehoben und der Leiter, dessen Strom gemessen werden soll, umschlossen. Hierauf läßt man die Zange unter dem Einfluß einer Feder 23 wieder zurückschnappen. Durch den zu messenden Strom wird in dem Kern 11 und dem Joch 14 ein ,■Kraftfluß erzeugt, der das Joch an das Hufeisen ^;'preßt. Wenn man jetzt durch Zusammeri-T'drücken der Zangenhandgriffe versucht, das Joch 14 von dem Kern 11 abzuheben, wird zunächst der Jochhalter 13 angehoben, während das Joch 14 noch auf dem Kern 11 liegenbleibt. Erst bei dem weiteren Auseinanderdrücken der Zange, wenn die von der Feder 17 auf das Joch ausgeübte Kraft einen gewissen Wert erreicht hat, wird das Joch abgehoben. Dieser Wert ist ein Maß für den zu messenden Strom. Der Betrag, um den die Feder 17 zusammengedrückt werden muß, um das Joch 14 von dem Kern 11 abzuheben, kann an der Stellung des Schleppzeigers 20 auf der Skala 22 abgelesen werden. Die Vorrichtung ermöglicht also auf einfache Weise das Messen von Gleichströmen.

Es ist auch möglich, mit ihr Wechselstrom bestimmter Frequenz zu messen, wenn man den Eisenkern 11 an seinen Enden aufspaltet und mit einer Kurzschlußwicklung (Ferraris-Wicklung) versieht. Die Anordnung einer solchen Wicklung hat den Zweck, daß die Kurve des Anzugsmomentes des Magneten 11 über der Zeit nicht mehr auf Null geht, da der Kraftfluß in dem von der Wicklung umschlossenen Eisenkern und in dem von der Wicklung nichtumschlossenen Eisenkern eine Phasenverschiebung gegeneinander aufweisen. Die Meßvorrichtung muß für die Wechselstrommessungen entsprechend geeicht werden. Es empfiehlt sich daher, eine Gleichstrom- und eine Wechselstromskala anzuordnen. Den Charakter der Skala bzw-, der Skalen kann man auf verschiedene Art und Weise beeinflussen. Beispielsweise kann man in den Kraftlinienweg Teile hoher Sättigung einschalten oder, um eine entgegengesetzte Wirkung zu erzielen, mehr oder weniger große Luftspalte in den Kraftlinienweg legen. Die letztere Maßnahme hat, wenn man die Luftspalte an der Übergangsstelle von dem . Joch 14 zu dem Eisenkern 11 anbringt, den Vorteil, daß Ungenauigkeiten in der Auflage des Joches sich nicht so stark bemerkbar machen. Schließlich hat man auch die Möglichkeit, durch entsprechende Profilierung des Schleppzeigers an seinem sich gegen den Stift x6_a legenden Ende die Charakteristik der Skala zu beeinflussen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Nach Art eines Anlegers ausgebildete Vorrichtung zum Messen von elektrischen Strömen, insbesondere Gleichströmen, unter Benutzung des an sich bekannten Prinzips der Ausnutzung der magnetischen Kraft zur Messung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aus magnetischem Material bestehende, von-

   einander entfernbare Körper um den vom zu messenden Strom durchfiossenen Leiter zur Messung herumgelegt sind und daß eine Feder vorgesehen ist, mit deren Hilfe die zum Entfernen der beiden Körper voneinander erforderliche Kraft durch Messung der Längenänderung der Feder ermittelt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Schenkel einer Zange ein hufeisen- oder ringförmiger Eisenkern, an dem anderen Schenkel der Zange ein Halter für einen als Joch ausgebildeten Eisenteil befestigt ist, der mit dem Halter über eine Spiralfeder gekuppelt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zange eine Skala angebracht ist, über welcher ein vorzugsweise als Schleppzeiger ausgebildeter Zeiger spielt, der entsprechend der Längenänderung der Feder beim Öffnen der Zange verstellt wird.
4. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet] daß der hufeisen- oder ringförmige Eisenkern an seinen Enden aufgespalten und mit einer Kurzschlußwicklung (Ferraris-Wicklung) versehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange mit zwei Skalen versehen ist, von denen die eine zur Messung von Gleichströmen, die andere zum Messen von Wechselströmen dient.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Skalencharakters in den Kraftlinienweg Teile hoher Sättigung bzw. mehr oder weniger große Luftspalte eingeschaltet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen