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Elektrisches Anbau-Meßgerät ohne eigenen Elektromagneten
Es sind sogenannte
Anlegermeßinstrumente bekannt, die, ohne selbst eine Erregerwicklung oder einen
Dauermagnet zu besitzen, mit ihrem ein Drehsystem enthaltenden Eisenkreis mit einer
vorhandenen elektrischen Leitung verkettet werden können, um die Stromführung dieser
Leitung überhaupt festzustellen oder auch in gebräuchlichen Einheiten mengenmäßig
zu messen. Diese Anlegerinstrumente sind an das \'orhandensein einer frei liegenden
Leitung oder eines frei liegenden Leitungsbündels gebunden.
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Eine ahweiclende Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde,
indem sie gestattet, den Strom zu messen, der iii der nicht frei liegenden Wicklung
eines elektromagnetischen Hauptstromrelais fließt. I)iese Aufgal)e ist in einem
Spezialfall für Zeitrelais mit Ferrarismotor in der Weise gelöst, daß der .Anker
des Ferrarismotors mit dem Zeiger gekuppelt ist, solange das Relais nicht anspricht;
dabei liegt der Ferrarisanker im Hauptfeld des Relaismagneten.
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Das Instrument nach der Erfindung, welches weder eine eigene Erregerwicklung
besitzt, noch einen eigenen'Eisenkreis benötigt, noch mit einem beweglichen Teil
gekuppelt ist, besteht aus einem an sich durchaus unwirksamen System, indem es gleichsam
als Parasitgerät ausgebildet ist. Es besitzt nämlich bewegliche Organe, die erst
dann ein Kraftmoment entwickeln, wenn sich das Gerät ganz in der Nähe des Relais,
und zwar im Bereich des aus ihm heraustretenden magnetischen Kraftlinienfeldes befindet.
Erst dann findet ein Anschlag und damit, wenn mit dem beweglichen Organ des Gerätes
Zeiger und Skala verbunden sind, eine Anzeige der zu messenden Größe statt. Die
Größe der Bewegung richtet sich nach der Erregung des elek-
tromagnetisch
wirkenden Relais und bildet z. B. ein Maß für seinen Erregerstrom. Man hat zwar
das Streufeld von Überstromzeitrelaiselektromagneten bereits dazu verwendet, um
bei Kurzschlüssen in dem zu schützenden Stromkreis eine Momentanauslösung des Relais
herbeizuführen, indem man in diesem Streufeld einen besonderen Eisenanker anordnete,
der nur bei Kurzschluß gegen die Kraft einer dem Kurzschlußstrom entsprechend stark
bemessenen Feder angezogen wird. Im Falle der Erfindung dient aber das im Bereich
der austretenden Kraftlinien angeordnete bewegliche Organ zu einer Messung, beispielsweise
zur stetigen Messung des Stromes, meist von Null bis zu einem beliebigen Höchstwert,
welcher im allgemeinen weit unterhalb des Kurzschlußstromes liegt. Vorzugsweise
besteht das Meßgerät nach der Erfindung lediglich aus einem gegen die Kraft einer
Gegenfeder beweglichen Anker, der mit einem auf einer Skala spielenden Zeiger verbunden
ist. Der Anker und seine Gegenfeder werden dabei so angeordnet und bemessen, daß
sich eine möglichst zweckmäßig geteilte Skala für die Ablesung des Stromes ergibt.
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In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel für die
Erfindung dargestellt, und zwar der Aufbau des Instrumentes auf dem Eisenkörper
eines Uberstromzeitrelais. Der Eisenkörper a dieses Relais wird von der gegebenenfalls
Hochspannung führenden Stromspule b erregt und zieht bei Uberstrom den Schwenkanker
c an. Der in der Zeichnung sichtbare vordere Schenkel des Relaismagneten a enthält
in einer Unterbrechung seines Eisenkreises die nach Ferrarissystem angetriebene
und bei Normalstrom verriegelte Metalltrommel d zum Antrieb des an die Schnecke
e angeschlossenen Zeitwerkes.
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Auf das obere Joch des Relaismagneten a ist das Meßinstrument nach
der Erfindung aufgebaut. In dem Lager g ist der unsymmetrisch geformte, aus Eisenblech
bestehende Magnetanker h drehbar, der mit dem Zeiger i versehen ist. Dieser spielt
auf der Skala k, die mittels des aus Nichteisenmetall angefertigten Bügels m am
Relaismagneten befestigt ist.
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An einem Stift n des Ankers greift die Gegenfeder f an, deren Zug
mittels der Stellschraube p geregelt werden kann. Der Stift n bildet zugleich einen
Anschlag im Fall des Auftretens übermäßigen Uberstromes und schützt so das Instrument
gegen Beschädigung. Die Stellschraube p ist zugleich in einem Längsschlitz o des
Bügels m verschiebbar, um die Nullage des Zeiger einstellen zh können, in welcher
Lagermitte g, Stift n und Achse der Feder f in einer Geraden liegen. Die Füße des
Bügels m können mit Längsschlitzen versehen sein, um das Instrument an eine günstige
Stelle des Streufeldes verschieben zu können. Zur Befestigung am Elektromagneten
a werden zweckmäßig bereits vorhandene Befestigungsschrauben anderer Teile des Elektromagneten
verwendet, z. B. die Befestigungsschrauben q der Deckbleche r.
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Ist die Spule b stromlos, dann nimmt der Zeiger i die gezeichnete
Nullstellung ein. Wird sie auch nur schwach erregt, so wird der Ankers im Streufeld
des Magneten a gegen die Kraft der Feder f angezogen und zeigt bei entsprechender
Eichung die Stärke des Erregerstromes in der Spule b an.
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In Verbindung mit Hauptstromrelais hat das neue Meßgerät den Vorteil,
daß für die gesamte Relaistypenreihe, d. h. für die kleinsten bis zu den größten
Nennströmen, das gleiche Meßgerät benutzt werden kann, da man zweckmäßig für alle
Stromstärken für das Relais die gleiche AW-Zahl vorzusehen pflegt.
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Nur die Skala muß dem Strombereich angepaßt sein.
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Die Figur zeigt, wie gesagt, nur ein Ausführungsbeispiel. Das Lager
kann statt mit dem Magnetjoch a mit dem Bügel m verbunden werden. Anker h und Gegenfeder
f können andere Form haben. Der Anker braucht keine Drehbewegung zu machen, sondern
kann geradlinig bewegt oder schwenkbar sein. Statt des Eisenankers kann eine Kurzschlußspule,
z. B. ein kupfernes Rähmchen, verwendet werden, die elektrodynamisch bewegt wird.
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Das Instrument kann als Registrierinstrument ausgebildet oder mit
Signal- oder Auslösekontakten verbunden sein.
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Genügt das natürliche Streufeld des Elektromagneten nicht zur Erzielung
des gewünschten Instrumentenausschlages, so kann man zur Erhöhung des Streuflusses
einen oder mehrere Einschnitte oder Ausnehmungen im Eisenkern anbringen, oder man
kann das Streufeld durch Ansetzen von besonderen Streukernen, also von Eisenkörpern
geeigneter Form und Größe, verstärken oder verlagern.
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Beispielsweise könnte man zu diesem Zweck bei einem Relais nach der
Zeichnung die beiden Ansatzstücke des Bügels m bis zu dem ersten Knick desselben
aus Eisen machen. Auf diese Weise, d. h. durch Eisenansätze an der Streustelle,
kann man das Instrument auch an einer weiter oder höher befindlichen Stelle anbringen,
etwa um es besser sichtbar zu machen oder weiter von spannungführenden Teilen zu
entfernen.
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Das neue Meßgerät ist für Gleich- und Wechselstrom geeignet und läßt
sich an elektromagnetische Hauptstromrelais beliebiger Art anbauen. Je nach der
Erregung des Magneten kann mit ihm auch Spannung oder eine andere elektrische Größe
gemessen werden.