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Als komplexer Kompensator umschaltbar eingerichtete Meßwandler-Prüfeinrichtung
nach dem Differenzverfahren
Für die Bestimmung des Übersetzungs- und Winkelfehlers
von Meßwandlern werden in der Regel nach dem Differenzverfahren arbeitende Prüfeinrichtungen
verwendet. Bei diesem Verfahren wird die Differenz der Sekundärströme bzw.
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-spannungen des Prüflings und Normalwandlers gebildet, die ein Maß
für die Größe der zu bestimmenden Fehler des Prüflings ist, und mit Hilfe von regelbaren
Kompensationsspannungen nach Betrag und Phase ausgemessen. Dieses Verfahren hat
in Form einer handlichen, in einem transportablen Gerät zusammengebauten Apparatur
wegen der Einfachheit und Übersichtlichkeit seiner Bedienung weit verbreitete Anwendung
gefunden.
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Die das Verfahren kennzeichnende Differenzbildung der Sekundärströme
oder -spannungen setzt voraus, daß das Übersetzungsverhältnis von Normalwandler
und Prüfling das gleiche ist.
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Nun besteht zuweilen das Bedürfnis, Wandler verschiedenen Übersetzungsverhältnisses
miteinander zu vergleichen. Dieser Fall tritt besonders dann ein, wenn Nennströme
oder -spannungen nicht den genormten Größen entsprechen. In diesem Falle muß ein
anderes Verfahren angewendet werden. Es
sind Schaltungen bekannt,
bei denen die Sekundärströme oder -spannungen des Prüflings und des Normalwandlers
mit Hilfe von Zwischenwandlern auf kleine Beträge transformiert und diese Beträge
nach Unterteilung in Widerstandsteilern miteinander in Beziehung gesetzt werden.
Auch hierbei findet zur Feststellung der Fehler des Prüflings ein Kompensationsverfahren
unter Verwendung von regelbaren Kompensationsspannungen statt. Die Unterteilung
in Widerstandsteilern bietet die Möglichkeit, den Unterschied der Ubersetzungsverhältnisse
von Prüfling und Normalwandler auszugleichen und die Messung der Fehler auch für
diesen Fall durchzuführen. Dieser Vorteil muß mit einem erheblich größeren Aufwand
an Mitteln, als sie bei der Differenzmethode nötig sind, erkauft werden. Die nach
der Methode mit Zwischenwandlern gebauten und in einem gemeinsamen Gehäuse vereinigten
Einrichtungen haben dabei unhandliche Maße des Gehäuses und ein für ein tragbares
Gerät unbequem großes Gewicht. Der Aufwand für die Beschaffung einer solchen Einrichtung
ist erheblich und unwirtschaftlich in allen denjenigen Fällen, in denen bereits
eine Wandlerprüfeinrichtung nach dem Differenzverfahren vorhanden ist. Der alleinige
Besitz einer Einrichtung mit Zwischenwandlern verschließt zudem die Möglichkeit,
die Routinemessungen nach der einfacheren und handlicheren Differenzmethode durchzuführen.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Die Erfindung
bezieht sich auf eine als komplexer Kompensator umschaltbar eingerichtete Meßwandler-Prüfeinrichtung
nach dem Differenzverfahren (Stromkompensationsverfahren). Die Erfindung besteht
darin, daß zum Bestimmen des Fehlwinkels und der Strom- oder Spannungsfehler von
Strom- bzw. Spannungswandlern mit einem vom verwendeten Normalwandler abweichenden
Nennübersetzungsverbältnis ein die Anwendung des bekannten Spannungskompensationsverfahrens
ermöglichendes Zusatzgerät vorgesehen ist, das an die dann als komplexer Kompensator
geschaltete Meßwandler-Prüfeinrichtung anschaltbar ist und das alle zur Durchführung
des Spannungskompensationsverfahrens noch fehlenden Schaltungselemente wie Zwischenwandler,
Spannungsteiler u. dgl. in entsprechender Schaltung enthält.
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Es ist bereits eine Meßwandler-Prüfeinrichtung nach dem Differenzverfahren
bekanntgeworden, die nur die Prüfung von Spannungswandlern erlaubt und bei welcher
zur Bestimmung der Fehler des Prüflings mit einer vom verwendeten Normalspannungswandler
abweichenden Übersetzung ein Spannungsteiler verwendet wird. Die Messung der Fehler
von Stromwandlern mit einer vom verwendeten Normalstromwandler abweichenden Nennübersetzung
ist mit dieser Meßwandler-Prüfeinrichtung nicht möglich. Bei dieser bekannten Einrichtung
muß ferner bei der Prüfung der Fehler von Spannungswandlern die Nennübersetzung
des verwendeten Normalspannungswandlers größer als die des Prüflings sein.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles einer Prüfeinrichtung
für die Messung von Stromwandlern näher erläutert. Der untere Teila der Figur zeigt
die grundsätzliche Anordnung der bekannten Differenzschaltung nach Hob 1 e mit den
Anschlußklemmen N-k, l für die Sekundärwicklung des Normalwandlers und P-k, I für
die Sekundärwicklung des zu prüfenden Stromwandlers. I ist ein induktionsfreier
Widerstand, über den bei Benutzung der Einrichtung in Differenzschaltung der Differenzstrom
von Prüfling und Normalwandler fließt, der dem Fehler des Prüflings verhältnisgleich
ist. 2 ist der über einen kleinen Transformator gespeiste Schleifdraht, der eine
mit dem Sekundärstrom des Normalwandlers phasengleiche Spannung zur Kompensation
des Übersetzungsfehlers des Prüflings liefert. 3 ist der über eine Gegeninduktivität
gespeiste Schleifdraht, der eine um go0 gegen die Phase des Sekundärstromes des
Normalwandlers verschobene Spannung zur Kompensation des Winkelfehlers des Prüflings
liefert.
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4 ist ein Vibrationsgalvanometer, das als Nullinstrument dient. Die
Schalter 5 und 6 sind geschlossen, die mit Doppelstrichen gekennzeichneten Verbindungen
als nicht vorhanden zu denken. Der Ausschlag »Null« des Nullinstrumentes ist erreicht,
sobald die Spannung an dem Widerstand I mit Hilfe der Kompensationsspannungen der
Schleifdrähte 2 und 3 kompensiert ist. An den geeichten Schleifdrähten können unmittelbar
der Üb ersetzungsfehler und der Winkelfehler abgelesen werden. Mit dieser Einrichtung
können also Wandler gleichen Übersetzungsverhältnisses miteinander verglichen werden.
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Zur Ausführung von Messungen unter Verwendung des Verfahrens mit
Zwischenwandlern wird die Einrichtung a mit der Zusatzeinrichtung b durch die mit
Doppeistrichen gekennzeichneten Leitungen I3, I4 verbunden. Die Zusatzeinrichtung
enthält die Zwischenwandler 7, 8, die Spannungsteiler 9, 10 sowie alle erforderlichen
Anschlußklemmen. An die Klemmen N-k, I der Zusatzeinrichtung b werden die Sekundärklemmen
des Normalwandlers angeschlossen und über die Klemmen I I mit den Klemmen N-k, I
der Differenzeinrichtung a verbunden.
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Die Sekundärklemmen des Prüflings sind mit den Klemmen P-k, I der
Zusatzeinrichtung b, die Bürde B des Prüflings mit den Klemmen 12 verbunden. Der
Normalwandler N speist die Primärseite des Zwischenwandlers 7, den Transformator
des Schleifdrahtes 2 und die Gegeninduktivität des Schleifdrahtes 3. Der Zwischenwandler
8 liegt auf der Sekundärseite des Prüflings P. Die Zwischenwandler 7 und 8 sind
bezüglich ihrer elektrischen und magnetischen Eigenschaften einander gleich.
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In ihren Sekundärwicklungen werden daher den Sekundärströmen von Normalwandler
und Prüfling verhältnisgleiche Ströme erzeugt, so daß an den Spannungsteilern 9,
10 verhältnisgleiche Spannungen entstehen. Die an den Spannungsteilern abgenommene
Spannungsdifferenz wird über die Leitungen 14 dem Galvanometerkreis der Einrichtung
a zugeführt, wobei die Schalter 5, 6 geöffnet, die Klemmen P-k, 1 kurzgeschlossen
sind. Die Kom-
pensation der Differenzspannung wird mittels der
von den Schleifdrähten 2, 3 gelieferten Hilfsspannungen durchgeführt. Damit an den
Schleifdrähten der Fehler des Prüflings ohne Umrechnung abgelesen werden kann, werden
die Abgriffe an den Spannungsteilern 9, 10 So gewählt, daß die bei einem bestimmten
Fehler des Prüflings entstehende Spannungsdifferenz genau der Spannungsdifferenz
entspricht, die bei Anwendung des Differenzverfahrens im Diagonalwiderstand I bei
gleichem Fehler des Prüflings entstehen würde. Zwecks Herstellung verschiedener
Empfindlichkeiten werden entsprechende Abgriffe an den Teilern 9, 10 vorgesehen.
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Für die Messung von Stromwandlern sind die Zwischenwandler als Stromwandler
ausgebildet.
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Für die Messung von Spannungswandlern, die sinngemäß in ähnlicher
Weise durchgeführt werden kann wie die als Beispiel angeführte Messung von Stromwandlern,
werden die Zwischenwandler als Spanungswandler ausgebildet.
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Die Messung von Strom- und Spannungswandlerbürden kann nicht nur
bei Anschluß der Wandler an die Differenzschaltung, sondern auch bei ihrem Anschluß
an die Zusatzeinrichtung ohne Änderung ihres äußeren Anschlusses durchgeführt werden.
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Bei der Bürdenmessung müssen die Kompensationsspannungen der Schleifdrähte
nicht vom Normalwandler, sondern vom Prüfling erzeugt werden.
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Als Beispiel sei wieder die Messung einer Stromwandlerbürde an Hand
der Figur erläutert. Normalwandler und Prüfling werden von ihrer Verbindung mit
den Zwischenwandlern getrennt und die Sekundärwicklung des Prüflings mit den Klemmen
II der Zusatzeinrichtung b verbunden.
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Die Klemmen I2 werden mit den bei der Differenzmeßeinrichtung a vorhandenen
Anschlußklemmen I4 verbunden, so daß in dem mit den Klemmen 14 der Einrichtung a
fest verbundenen Spannungsteiler 15 eine dem Bürdenstrom verhältnisgleiche Spannung
entsteht. Diese oder ein Teil von ihr wird mittels des Kompensationskreises nach
ihrer Wirk- und Blindkomponente in bekannter Weise ausgemessen. In analoger Weise
wird die Messung von Spannungswandlerbürden durchgeführt.
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Zwecks Erhöhung der Empfindlichkeit des Vibrationsgalvanometers kann
ein Röhren- oder Transistorverstärker vorgesehen sein, der im Gehäuse der Zusatzeinrichtung
untergebracht ist.
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Die Meßwandlerprüfeinrichtung in der erfindungsgemäßen Ausführung
bietet somit die Möglichkeit, nicht nur alle Routinemessungen von Wandlern nach
dem Differenzverfahren, dessen Überlegenheit für die Art von Messungen allgemein
anerkannt ist, auszuführen, sondern auch in denjenigen Fällen, in denen Wandler
verschiedenen Übersetzungsverhältnisses verglichen werden müssen, die Prüfung unter
Zuhilfenahme der vorgeschlagenen Zusatzeinrichtung in Verbindung mit der Differenzeinrichtung
durchzuführen.
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Durch die Erfindung wird also lediglich eine Prüfeinrichtung nach
dem Differenzverfahren benötigt, deren Besitz allgemein vorausgesetzt werden kann.
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Hinzu kommt die erfindungsgemäße Zusatzeinrichtung, so daß mit der
bekannten Prüfeinrichtung auch Wandler mit verschiedenen tSbersetzungsverhältnissen
miteinander vergleichbar sind, ohne erhebliche wirtschaftliche Aufwendungen machen
zu müssen.