DE905169C

DE905169C - Einrichtung zur Messung hochgespannten Gleichstromes

Info

Publication number: DE905169C
Application number: DEA9549D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1945-02-18
Filing date: 1945-02-18
Publication date: 1954-02-25

Description

Einrichtung zur Messung hochgespannten Gleichstromes Das Problem zur Messung des Stromes bei hohler Spannung ist bei Gleichstrom nicht in so einfacher Weise zu lösen wie bei Wechselstrom. Der Grund liegt darin, daß zwar leinerseits die elektrische Trennung der Anzeigeinstrumente von den hoch. spannungführenden Teilen der Anlage zu fordern ist, andererseits aber die elektromagnetische Wirkung des Cleichstromes nicht wie beim Transformator der Wechselstromtechnik unmittelbar zur Erzeugung eines dem zu messenden Strom verhältnisgleichen Meßstromes verwendet werden kann, sondern erst mittelbar mit Hilfe zusätzlicher Energiequellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind verschiedene Verfahren angegeben worden. Die bekanntesten beruhen auf dem Kompensationsprinzip. Dabei erzeugt der zu messende Gleichstrom in einem Eisenring einen magnetischen Fluß, der durch einen Hilfsstrom in Verbindung mit einer Hilfswicklung aufgehoben werden kann. Die Einstellung des Hilfsstromes erfolgt meist selbsttätig durch eine geeignete Regelvorrichtung derart, daß eine im Hilfsstromkreis llegende Kontaktvorrichtung je nachdem, ob der Fluß des zu messenden Gleichstromes oder der Fluß des Hilfsstromes überwiegt, geschlossen bzw. geöffnet wird. Hieraus ergibt sich bei entsprechender Wahl der Verhältnisse ein abwechselnd steigender und fallender Hilfsstrom, dessen Mittelwert ein Maß für den zu messenden Gleichstrom bildet. Letzterer läßt sich also durch Messung des Hilfsstromes erfassen, wobei das Anzeigeinstrument unmittelbar in Werten des zu messenden Stromes geeicht werden kann.
Ein Nachteil der nach diesem Verfahren arbeitenden Einrichtungen besteht darin, daß sie eine richtungsabhängige Anzeige, also die Messung positiver und negativer Ströme, nicht ergeben, weil die kompensierende Wirkung des Hilfsstromes nur für die eine Stromrichtung des zu messenden Stromes vorhanden ist. Dieser Nachteil wird erfindungsg-emäß dadurch beseitigt, daß bei einer Richtungsänderung des zu messenden Stromes eine selbsttätige Umschaltung auch des Hilfsstromes erfolgt, so daß seine kompensierende Wirkung bestehenbleibt. Hierzu kann die im Hilfsstroinkreis liegende Kontaktvorrichtung als Umschaltkontakt ausgebildet sein. I3,as läßt sich in einfacher Weise dadurch verwirklichell. daß an die beiden feststehenden Kontakte der Rontaktvorrichtung eine Hilfsstromquelle gelegt und die Hilfswicklung einerseits mit dem beweglichen Kontakt, andererseits mit der Mitte der Hilfsstromquelle verbunden wird.
Um die Grenzen für das Arbeiten der I(ontalætvorrichtung unabhängig von unvermeidlichen Unsymmetrien bei dieser festlegen und ohne Ändederungen an der kompensierenden Hilfswicklung selbst nach Bedarf einstellen zu können, ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung noch vorgesehen, auf dem Eisenring außer der kompensierenden Hilfswicklung eine zweite Hilfswicklung anzuordnen, die der ersten parallel, aber entgegengeschaltet ist. Die gewünschte Einstellung kann dabei mittels eines im Stromkreis dieser zweiten Wicklung liegenden Widerstandes erfolgen. Beide Hilfswicklungen werden durch die Umschaltvorrichtung gleichzeitig umgeschaltet, so daß sie für beide Stromrichtungen des zu messenden Stromes in derselben Weise zusammenwirken.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Einrichtung veranschaulicht, mit a ist der den zu messenden Strom führende Leiter angedeutet. Zu diesem möglichst konzentrisch liegt ein lamellierter Eisenring b mit einem Luftspalt, in dem ein Elektromagnet c derart gelagert ist, daß er nach der einen oder anderen Richtung ausschwingen kann. Auf dem Eisenring befinden sich die beide Hilfswicklungen d und e, von denen die erste zur Kompensation des magnetischen Flusses dient, den der den Leiter n durchfließende Strom in dem Eisenring hervorbringt. Im Stromkreis dieser Wicklung d, die eine hohe Windungszahl aufweist, ist das Anzeigeinstrument 1 angeordnet. Der Stromkreis ist dabei an dem einen Ende mit einem durch den Magneten c verstellten Kontaktorgan g verhunden, am anderen mit der Mitte einer als Hilfsstromquelle dienenden Batterie h. Ihm parallel liegt der Stromkreis der Gegenwicklung e, die nur wenige Windungen aufweist und der lein einstellbarer Widerstand i vorgeschaltet ist. Von den beiden feststehenden Kontakten k1 und k2, mit denen der blewegliche Kontakt g zusammenwirkt, ist der eine an den positiven, der andere an den negativen Pol der Hilfsstromquelle k gelegt.
Wenn im Leiter a ein Strom auftritt, wird durch den in dem Eisenring b sich einstellenden Magnetfluß der bewegliche Kontakt g zum Anliegen an denjenigen der feststehenden Kontakte kt und k2 gebracht, über den in der Hilfswicklung d ein kompensierender Hilfsstrom erhalten werden kann. Der Hilfsstrom steigt wegen der Selbstinduktion der Hilfswicklungd nur allmählich an, bis schließlich der Gesamtfluß beider Hilfswicklungen d und e in dem Eisenring b gegenüber dem des zu messenden Stromes überwiegt und infolgedessen der bejegliche Kontakt g abgehoben wird. Dieser Kontakt kommt damit zum Anliegen an dem anderen feststehenden Kontakt, von dem er jedoch, weil zugleich der Hilfsstrom in der Hilfswicklung 4 seine Richtung ändert, alsbald gleichfalls abgehoben wird, um erneut an dem ersten feststehenden Kontakt zum Anliegen zu kommen. Auf diese Weise ergibt sich ein Hinundherschwingen des beweglichen Kontaktes g zwischen den beiden feststehenden Kontakten k. und k2 und dementsprechend im Stromkreis der Hilfswicklungi-d ein Strom, der um den für die Kompensation ,erforderlichen Wert pendelt, so daß sein Mittelwert dem Kompensationsstrom entspricht. Dieser Mittelwert läßt sich durch das Mteßinstmmentf, beispielsweise ein Drehspulinstrument, erfassen.
Bei Änderung der Stromrichtung im Leiter a wechselt der bewegliche Kontakt g seine Lage zu den beiden feststehenden Kontakten kL und k2. Wem er vorher unter der Wiilung des Magnetflusses des zu messenden Stromes beispielsweise am Kontaktet anlag, legt er sich also an den Kontakts2.
Hierbei wird aber zugleich det Gleichstrom in der Wicklungd und damit auch in der Wicklung e umgeschaltet. Es ergibt sich infolgedessen wieder ein Hinundherschwingen des beweglichen Kontaktes 5 zwischen den beiden feststehenden Kontakten kt und k2 mit einem dem Kompensationsstrom entsprechenden mittleren Wert des Hilfsstromes im Stromkreis der Wicklung 4. Dieser Hilfsstrom hat jedoch {ebenfalls seine Richtung gewechselt.
Zur Funkenlöschung sind mit der Kontaktvorrichtung je ein Kondensator 4 bzw. 12 mit Reihenwiderstand m1 bzw. m2 zusammengeschaltet. Im übrigen wirkt auch die Wicklung e im gleichen Sinne.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Einrichtung zur Messung hochgespannten Gleichstromes, bei der ein dem zu messenden Strom verhältnisgleicher Hilfsstrom durch eine in Abhängigkeit von der Differenz beider Ströme arbeitende Kontaktvorrichtung selbsttätig eingeregelt und dieser Hilfsstrom gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung der Richtung des zu messenden Stromes eine selbsttätige Umschaltung auch des Hilfsstromes erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einregehmg des Hilfsstromes dienende Kontaktvorrichtung als Umschaltvorrichtung ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden feststehenden Kontakte der Kontaktvorrichtung eine Hilfsstromquelle gelegt ist und die Hilfswicklung einerseits mit dem beweglichen Kontakt, andererseits mit der Mitte der Hi:fsstromquelle verbunden ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden, bei der die Kontaktvorrichtung durch den Magnetfluß des zu messenden Stromes beeinflußt wird und auf dem diesen Magnetfluß führenden Eisenkörper eine vom Hilfsstrom durchflossene Wicklung angeordnet ist, die einen Jentgegengesetzt gerichteten Magnetfluß ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß außer dieser Hilfswicklung noch eine zweite Hilfswicklung auf dem Eisenkörper angeordnet ist, die der ersten parallel, aber entgegengeschaltet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der zweiten Hilfswicklung ein einstellbarer Widerstand liegt