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Verfahren zur Beseitigung von Fehlern bei der Prüfung und Eichung
von Elektrizitätszählern
Ein vorteilhaftes Eich- und Prüfungsverfahren für Elektrizitätszälller
besteht darin, daß man durch einen Eich- und Prüfzhhler, insbesondere Gleichlast-oder
Gleichwegeichzähler, mit Hilfe eines von diesem Zähler betätigten Kontaktgebers
und eines von diesem Kontaktgeber fortgeschalteten Schrittschaltwerkes den oder
die zu prüfenden Zähler für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen des Eichzählankers
einschalten läßt, nachdem man gegebenenfalls vorher die zu prüfenden Zähler mit
einer auf ihrem Anker angebrachten Fehlerprozentskala auf den Nullpunkt dieser Skala
eingestellt hat. Per Eichzähler ist derartig auf die zu prüfenden Zähler mit 1 hilfe
von regelbaren Wandlern, Spannungsteilern usw. abgeglichen, daß nach dem Ausschalten
die Anker der zu prüfenden Zähler, falls diese fehlerfrei arbeiten, alle wieder
in der Nullstellung der Fehlerprozentskala stehen. Arbeiten die Zähler nicht fehlerfrei,
dann bleiben sie in anderen Stellungen stehen, und ihr Fehler kann unmittelbar auf
der Fehlerprozentskala abgelesen werden. In Ermangelung einer Fehlerprozentskala
kann auch die bei den Elektrizitätszählern üNicheAnkermarke für die Fehlerl>estimmung
benutzt werden, wenn man sie vor der Prüfung auf eine feste Marke einstellt und
nach der Prüfung die Entfernung der Zählermarke von dieser Festmarke durch einen
Maßstab ermittelt. V)a hei diesem Eichverfahren der Eich-
zähler
schon vor der Einschaltung der zu prüfenden Zähler läuft und auch nach der Abschaltung
dieser Zähler weiterläuft und da die Stromspule des Eichzählers mit den Stromspulen
der zu prüfenden Zähler gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines zwecks Berücksichtigung
der Zählerkonstante verstellbaren Wandlers in Reihe liegt, werden die zu prüfenden
Zähler nur im Spannungskreis ein-und ausgeschaltet. Die Stromspulen der zu prüfenden
Zähler bleiben also dauernd erregt. Wegen der in der Massenfabrikation unvermeidbaren
bzw. sogar bewußt herbeigeführten Unsymmetrien in der Stromtriebmagnetanordnung
ergeben sich sogenannte Stromvortriebe, die auch bei abgeschalteter Spannungsspule
eine wenn auch sehr langsame Drehung des Ankers bewirken, die nacla der Abschaltung
der zu prüfenden Zähler durch zusätzliche Ankerverdrehung falsche Ablesungen der
Fehler herbeiführen kann. Man kann das Durchlaufen des Zählerankers unter der Einwirkung
des Stromvortriebes durch die sogenannte Hemmfahne, ein am Anker angebrachtes Weicheisenstück,
das einer der Magneten des Zählers anzuziehen sucht, verhüten und bei richtiger
Einstellung der Hemmfahne erreichen, daß der Zähleranker im Nullpunkt der Fehlerprozentskala
auch bei eingeschalteter Strornspule stehenbleibt. Ein Stehenbleiben des Ankers
in anderen Stellungen läßt sich aber dadurch nicht erzielen, sondern der Anker läuft
weiter, bis die Hemmfahne die größte Magnetnähe erreicht hat.
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Wirkt, wie bei verschiedenen Zählerarten, die Hemmfahne nicht mit
dem Bremsmagneten, sondern mit dem Spannungstriebmagneten zusammen, dann ist sie
bei abgeschalteter Spannungsspule praktisch wirkungslos, und der Zähler läßt sich
auch bei stärkerem Stromvortrieb nicht in der Nullstellung der Fehlerprozentskala
halten. Dadurch wird die genaue Durchführung des an sich vorteilhaften Eichverfahrens
sehr erschwert. Die Vorteile dieses Eichverfahrens bestehen darin, daß gleichzeitig
mehrere Zähler geprüft und geeicht werden können und die Prüfzeit, namentlich bei
höherenBelastungsstufen, wesentlich verkürzt werden kann. Das letztere ist darauf
zurückzuführen, daß der Zähler während jeder Prüfperiode bei den verschiedenen Belastungsstufen
die gleiche Anzahl von Umdrehungen macht und daß bei höheren Lasten die Umdrehungszahl
wesentlich größer ist als bei kleineren Lasten.
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Um die Falschahlesung durch zusätzliche Ankerverdrehung unter der
Einwirkung des Stromvortriebes bei abgeschalteter Spannungsspule zu vermeiden, werden
außer den Spannungsspulen auch die Stromspulen ein- und ausgeschaltet. Vor Beginn
und nach Beendigung der Prüfung wirken deshalb auf die zu prüfenden Zähler überhaupt
keine Kräfte ein. Der Anker bleibt also in der jeweiligen Stellung stehen. Bei der
Langzeitprüfung, also bei der Prüfung bei kleinen Lasten, bei der die Anker der
zu prüfenden Zähler langsam laufen, ergeben sich durch die Abschaltung der Stromspulen
nur verschwindend kleine Fehler, die keiner Korrektur bedürfen. Bei der Kurzzeitprüfung
dagegen, also bei Nennlast und Überlast, bei der die Anker der zu prüfenden Zähler
schnell laufen, treten nicht mehr vernachlässigbare Auslauffehler auf, die darauf
zurückzuführen sind, daß der zu prüfende Zähler unter voller Strom- und Spannungsdämpfung
anläuft, während beim Auslauf die Strom- und Spannungsdämpfung fehlt. Der Auslaufweg
wird relativ zu lang und der Zähler zeigt scheinbare Plusfehler, die er in Wirklichkeit
nicht haut.
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Um diesen Mangel zu beseitigen, wird erfindungsgemäß während der
Prüfzeit der vom Prüf- und EicShzähleran'ker zurückgelegte Meßweg gegenüber dem
sonst während der Einschaltzeit der zu prüfenden Zähler zurückzulegende Sollmeßweg
um ein solches Maß erhöht, als der Differenz der Auslaufwege der zu prüfenden Zähler
lei fehlender und vorhandener Strom-und und Spannungsdämpfung entspricht. Da dieser
Fehler an sich nicht sehr groß ist, genügt ein annähernder Ausgleich. Da ferner
die Spannungsdämpfung bei verschiedenen Zählerarten klein ist gegenüber der Stromdämpfung
im Bereich der höheren Lasten, reicht es aus, für den Ausgleich die Differenz der
Auslaufwege bei fehlender und vorhandener Stromdämpfung zu berücksichtigen.
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Da dieser Fehler, wie erwälant, nur bei Kurzzeitprüfung auftritt,
ist eine entsprechende Maßnahme bei Langzeitprüfung entbehrlich. Der Ausgleich braucht
nicht für jede höhere Belastungsstufe zu erfolgen, sondern es genügt, ihn für eine
mittlere höhere Belastungsstufe durchzuführen. Die Einstellung ist dann zwar für
andere höhere Belastungsstufen nicht richtig, doch sind die dadurch bedingten Fehler
meist vernachlässigbar.
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Der Ausgleich läßt sich z. B. folgendermaßen durchführen: Während
der Zeit, in der die Stromspulen der zu prüfenden Zähler nicht eingeschaltet sind,
wird die Stromspule des Eichzählers, die während der Einschaltzeit der zu prüfenden
Zähler mit den Stromspulen dieser Zähler in Reihe, gegebenenfalls über einen entsprechend
den Zählerkonstanten der zu prüfenden Zähler einstellbaren Wandler, an einer Stromquelle
liegt, über eine Ersatzimpedanz an diese Stromquelle angeschlossen.
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Diese Ersatzimpedanz wird kleiner gemacht als die Reihenimpedanz der
Stromspulen der zu prüfenden Zähler. Infolgedessen läuft vor der Einschaltzeit der
zu prüfenden Zähler der Eichzä'hleranker mit einer größeren Drehzahl, als der Solldrehzahl
einer Eichung entspricht. Wird nun bei Beginn der Einschaltzeit der Eichzähler vor
der Ersatzimpedanz auf die Stromspulen umgelegt, dann hat er eine gewisse überschüssige
kinetische Energie, die zur Folge hat, daß der Eichzähler während der Prüfzeit einen
etwas größeren Meßweg zurücklegt, als dem Sollwert entspricht, und diesen Meßwegüberschuß
kann man durch geeignete Abstimmung der Ersatzimpedanz so abgleichen, daß er genau
gleich ist der Differenz der Durchlaufwege bei fehlender und bei vorhandener Stromdämpfullg
bznv. auch Spannungsdämpfung der zu prüfenden Zähler. Würde die Ersatzimpedanz genau
gleich der Reihenimpedanz der Stromspulen der zu prüfenden Zähler gemacht, dann
würde der l'rüfzihler auch zu Beginn der
Prüfzeit mit seiner Sol@@@ehzahl
laufen und nach Beendigung der 1 @rüfzeit also nach dem Abschalten, würden die Anker
der Prüfzähler und die Differenz zwischen den Auslaufwegen Itei fehlender und vorhaiileiter
S t rom- 1 zw .taiiiiungsdämpfung zu weit laufeii und auch bei richtiger Einstellung
scheinbare Plusfehler zeigen, Ein vereinfachtes Sc}ialtltild für eine solche Meßanordnung
ist in Fig. @ beispielsweise dargestellt.
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Die Spannungsspulen t der Prüflinge liegen ülter den Teilschalter
2 an der Spannung U, an die auch die Spannungsspule 3 eines Leistungsmessers und
die Spannungsspule 4 des Gleichlasteichzählers angeschlossen ist. Bei der praktischen
Durchführung der Schaltung sind meist zwischen der Spannungsspule 4 und der Spannung
@ noch Regeleinrichtungen, z. B. ein regell,arer Wandler oder Spattnungsteiler,
eingeschaltet, durch dessen Einstellung der Eichzähler auf die jeweilige Konstante
der zu prüfenden Zähler abgeglichen wird. Die Stromspulen 5 der zu prüfenden Zähler
sind über den Teilschalter 6 und die Primärseite eines Stromwandlers 7 an die mit
J lezeichneten Klemmen angeschlossen, denen in bekannter Weise den einzelnen l»elastuitgsstufen
der Zähler angepaßte Ströme zugeführt werden Die Stromspule S des Eichzählers liegt
an der Sekundärseite des Wandler 7. Bei einem Gleichlasteichzähler ist der Wandler
7 regelbar und so einstellbar, daß bei den verschiedeneit Lastströmen auf der Primärseite
die Sekundärseite immer etwa den gleichen Laststrom für den Eichzähler führt. Solche
regelbare Wandler sind l)ei Gleichlasteichzählern Itekannt und sollen deshalb nicht
näher erläutert werden. Mittels des Teilschalters 9 kann die Stromspule 8 des Eichzählers
aut eine Ersatzimpedanz 10 geschaltet werden. Diese Ersatzimpedanz ist in dem obeit
angegebenen Ausmaß kleiner als die Reihenimpedanz der Stromspulen 5. Die Teil schalter
2, 6, 9 sind miteinander gekuppelt und werden von einem durch mpulse des Eichzählers
fortgeschalteten Schrittschaltwerk ltei Beginn der Prüfzeit aus der gezeichneten
Stellung in die gestrichelte Stellung umgelegt tind am Ende der Prüfzeit wieder
in die Ausgaiigsstelluitg zurückgel<racht. Da die Stromspule 11 des Leistungsmessers
vor der Stromverzweigung der Stromspulen 5 der Ersatzimpedanz 10 liegt, zeigt der
Leistungsmesser bei beiden Stellungen der Schalter 2 6, 9 einen Ausschlag, und zwar
ist der Ausschlag ltei eingeschalteter Ersatzimpedanz 10 größer als heim Einschalten
der Stromspulen 5. Falls die Ersatzimpedanz regelbar ist, um z. B. die Eich- und
Prüfschaltung auf verschiedene Zählerzahlen einzustellen, wird die Ersatzimpedanz
10 stets so lange geregelt, lti s die Iteiden Ausschläge des Leistungsmessers 3
Ii in einem bestimmten, beispielsweise aus einer Tabelle zu entnehmenden Verhältnis
stehen.
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Will titait deit Eichzähler nicht auf eine Ersatzimpedanz schalten
dann kaitn man ihn auch außerhalb der Prüfzeit auf eine andere Stromquelle umschalten
die ihn ntit einem höheren Strom als deit S<tl Istrom versorgt, wie dies lteis1tielsveise
Fig. 2 zeigt. in der der Einfachheit halber die Spannungskreise der Zähler weggelassen
sind. Die Stromspulen 5 der zu prüfenden Zähler sind hier ülter einen einstellbaren
Wandler 12 und über einen Relaissehalter 13 an die Klemmen J angeschlossen. l)er
Wandler 7 kann sekundärseitig durch ein Relais 14 überbrückt werden. Die Ersatzstromquelle
für den Eichzähler gestellt aus einem regelbaren Wandler oder Spannungsteiler 15,
der über den Wandler I6 mit der durch den Relaisschalter 17 überbrückbaren Sekundärwicklung
und die Stromspule 8 angeschlossen ist. Der Wandler 15 liegt über den Relaisschalter
18 an den Klemmen J. Vor Beginn der Prüfzeit werden durch das vom Eichzähler gesteuerte
Schrittschaltwerk die Relaisschalter 14 und 8 geschlossen gehalten, während die
Relaissehalter 13 und 17 offen sind. Die Stromspule 8 des Eichzählers liegt deshallt
an dem als Hilfsstromquelle dienenden Wandler 15 und erhält von diesem einen größeren
Strom als den Sollstrom ltei der Eichung entspricht. 1)er Anker des Eichzählers
läuft also entsprechend schneller. Bei Beginn der Prüfzeit werden die Schalter 13
und 17 geschlossen und dafür die Schalter 14 und 18 geöffnet. Der Eichzähler wird
dadurch auf den Stromkreis der Stromspulen 5 geschaltet und erhält jetzt den Sollstrom.
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Der Bewegungsülterschuß des Eichzählerankers zu Beginn der Prüfzeit
wirkt sich genau so aus wie bei Fig. X und hat zur Folge, daß die zu prüfenden Zähler
bei richtiger Einstellung nicht scheinlare Plusfehler zeigen.
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Bei den Fig. 1 und 2 wird der Ausgleich der sonst durch die Differenz
der Auslaufwege bei fehlender und vorhandener Stromdämpfung bedingten Abbesefebler
durch einen entsprechenden Überschuß an kinetischer Energie des Eichzählers zu Beginn
der Prüfzeit herlteigeführt. Man kann statt dessen auch deit Ausgleich dadurch bewirken,
daß man während der Prüfzeit dem Eichzähler einet etwas höheren Strom oder eine
etwas höhere Spannung gibt, als dem Sollwert entspricht, oder daß man den zu prüfenden
Zählern einen etwas geringeren Strom oder eine etwas geringere Spannung gibt, als
sie eigentlich erhalten sollten. Man kann dies beispielsweise durch entsprechende
Einstellung der ltei solchen Eichschaltungen übl eichen einstellbaren Wandler, Spannungsteiler
usw. erzielen.
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Ein sehr einfacher Ausgleich ist alter noch dadurch durchführbar,
daß man die Einschaltzeit der zu prüfenden Zähler etwas gegenüber der Prüfzeit des
Eichzählers verkürzt, indem man z. B. die Einschaltrelais oder Schütze für die zu
prüfenden Zähler mit einer gewissen Verzögerung einschalten, alter unverzögert ausschalten
läßt. So kann man z. 13. in Fig. @ die Ersatzimpedanz 10 der Reihenimpedanz der
Stromspulen 5 gleichmachen, wenn man die Schütze oder Relais die die Schalter 2,
6, 9 umlegen, mit einer entsprechenden Verzögerung lteint Umlegen von der stark
ausgezogenen in die gestrichelt dargestellte Lage arbeiten läßt, indem matt z. B.
auf den Magnetkern der Relais Kurzschlußwicklungen aufbringt, die alter ltei dem
Abschalten der zu prüfenden Zähler unterbrochen oder
entfernt werden.
Doch kann die verzögerte Einschaltung auch durch zwischengeschaltete Zeitrelais
erzielt werden Der richtige Ausgleich läßt sich in all diesen Fällen in einfacher
Weise dadurch einstellen, daß man z. 13. den Fehler eines der zu prüfenden Zähler
bei einer mittleren Belastung durch Kurzzeitmessung sowie durch Messung mit der
früher üblichen längeren Meßzeit (etwa der tofachen der Kurzzeitmessung) bestimmt
und die Ersatzimpedanz 10 (Fig. 1), den Wandler 15 (Fig. 2) oder das zwischen Schrittschaltwerk
und der Einschaltvorrichtung der zu prüfenden Zähler liegende Zeitwerk so lange
verstellt, bis der Fehler der Prüflinge bei beiden Meßzeiten gleich ist. Nach dieser
einmaligen Einstellung können die Zähler der gleichen Gattung rasch und zuverlässig
serienweise geprüft und geeicht werden.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß in sehr kurzer Zeit große Mengen
vonZählern in einfachster Weise geprüft und geeicht werden können, namentlich dann,
wenn auf den Scheiben der zu prüfenden Zähler Fehlerprozentskalen angebracht sind,
weil dann ohne Zuhilfenahme eines Maßstabes am Ende der Prüfzeit die Fehler der
einzelnen Zähler unmittelbar abgelesen werden können. Da der Eichzähler selbsttätig
immer im richtigen Zeitpunkt die zu prüfenden Zähler ein- nnd ausschaltet und ein
Auswandern der Anker der zu prüfenden Zähler nach der Nulleinstellung und nach Erreichung
der Endstellung nicht möglich ist, ist eine große Meßsicherheit gewährleistet.
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PATENTANSPRECHE : 1 Verfahren zur Beseitigung von Fehlern bei der
Prüfung und Eichung von Elektrizitätszählern mit Fehlerablesung an dem Zähleranker
des zu prüfenden Zählers unter Zuhilfenahme eines dauernd laufenden, die Ein- und
Ausschaltung der Zähler steuernden Prüf- und Eichzählers, vorzugsweise Gleichlasteichzählers,
insbesondere bei Kurzzeitprüfung (Vollast und Überlast), bei dem vor und nach der
Prüfung die Strom- und Spannungsspulen der Zähler abgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der während der Prüfzeit vom Eichzähleranker zurückgelegte Meßweg um ein solches
Maß gegenüber dem sonst während der Einschaltzeit der zu prüfenden Zähler zurückzulegenden
Sollmeßweg erhöht wird, als der Differenz der Auslaufwege der Zähler bei fehlender
und vorhandener Strom- und Spannungsdämpfung entspricht.