DEP0054489DA - Anordnung zum optischen Anzeigen des Fließens im Wechselstrom - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft die Anordnung zum optischen Anzeigen des Fließens von Wechselstrom mittels einer Lampe. Gemäß der Erfindung des Hauptpatents erfolgt diese Anzeige mittels einer auf Spannung ansprechenden Glimmlampe, die aber stromzeigend geschaltet von der vielwindungszahligen Sekundärwicklung eines Stromwandlers gespeist wird, dessen Primärwicklung mit geringer Windungszahl vom anzuzeigenden Wechselstrom durchflossen ist. Hierbei sind von besonderer Bedeutung, der mit der angegebenen Anordnung erzielbare, bisher ohne zusätzliche Maßnahmen nicht erreichte, außerordentlich weite Messbereich und deren verschwindend geringer Leistungsverbrauch. Vorteile, die sich ganz besonders bemerkbar machen bei Ausnutzung von Sättigungserscheinigungen im Eisenkern des Stromwandlers, d.h. bei einer solchen Bemessung des Stromwandlers, dass er im oberen Strombereich gesättigt arbeitet.

Das Hauptpatent behandelt die Anwendung der vorliegenden Anordnung für Wechselstrom allgemein. Das vorliegende Zusatzpatent bezweckt eine Weiterbildungsform dieser Anordnung, um sie auch für verkettete mehrphasige Wechselstromsysteme und insbesondere für Drehstrom anwendbar zu machen, und zwar brauchbar sowohl bei symmetrischen als auch bei unsymmetrischen Belastungen.

Nach der Erfindung des Hauptpatents hätte dies analog in der Weise zu geschehen, dass der die Glimmlampe mit seiner Sekundärwicklung hoher Windungszahl speisende Stromwandler primärseitig je durch eine Wicklung kleiner Windungszahl jeder der zu überwachenden Netzphasen erregt wird. Hierbei ergibt sich indessen aber die Schwierigkeit, dass bei symme- trischer Belastung eines z.B. zu überwachenden Drehstromsystems eine solche Anordnung unwirksam bleiben würde, weil sich in diesem Falle die durch die drei primären Phasenströme im Kern des Stromwandlers induzierten magnetischen Flüssen in ihrem Mittelwert aufheben können.

Dieser Mangel lässt sich indessen gemäß vorliegender Zusatz-Erfindung bei in Stern-Schaltung belasteten Drehstromsystemen dadurch beheben, dass von den primären Phasenwicklungen die eine Wicklung gegenüber den übrigen im umgekehrten Wicklungssinn gewickelt wird. In dieser Weise ist dann gesichert, dass der von den Primärwicklungen im Stromwandler erzeugte resultierende Fluss einen genügend von Null abweichenden Wert erhält, weil so die geometrische Addition der drei Stromvektoren dabei immer einen endlichen Wert ergibt, so dass daher also in jedem Fall, auch bei symmetrischer Belastung der angenommenen Stern-Schaltung, eine Stromanzeige entsprechend dem vorhandenen Wechselfluss durch die Glimmlampe zustande kommt.

Handelt es sich andererseits aber um ein in Dreieck-Schaltung belastetes Drehstromsystem, das auf Stromverbrauch überwacht werden soll, so genügt es nict, von den den einzelnen Phasen entsprechenden Primärwicklungen des Stromwandlers lediglich die eine Wicklung in umgekehrten Wickelsinn zu wickeln, weil trotz dieser Maßnahme in diesem Fall der Dreieck-Schaltung jetzt bei extrem unsymmetrischer Belastung, bei der z.B. nur ein einziger der in Dreieck geschalteten Verbraucher angeschlossen ist, ein dem Wert Null entsprechendes resultierendes Erregerfeld für den Eisenkern des Stromwandlers eintreten könnten, das dann keine Stromanzeige mehr vermitteln würde. Auch in diesen Fällen lässt sich indessen eine einwandfreie optische Überwachung eines Stromflusses mit den angegebenen einfachen Mitteln sicherstellen, wenn in entsprechender Weiterbildung der Erfindung bei in Dreieck geschalteten Netzphasenanschlüssen die gleichsinnig gewickelten primären Phasenwicklungen des Stromwandlers unterschiedliche Windungszahlen erhalten, die eine z.B. die doppelte Anzahl Windungen wie die andere. Unter dieser Voraussetzung ist dann nämlich auch bei ungünstigsten Verhältnissen aus den vorhandenen Primärwicklungen immer ein so großes resultierendes Erregerfeld vorhanden, das ausreicht, über die Sekundärwicklung des Strom- wandlers die angeschlossene Glimmlampe zum Aufleuchten zu bringen.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen noch näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Schaltung der neuen optischen Stromüberwachungsanordnung für ein Drehstromnetz mit in Stern geschalteten Verbrauchern und

Fig. 2 die entsprechende Anordnung für in Dreieck geschaltete Verbraucher.

Es bedeutet in den Figuren Ü den Kern eines Stromwandlers. Er wird erregt von drei getrennten Primärwicklungen I(sub)R, I(sub)S und I(sub)T, die einerseits an den entsprechenden Phasen des Drehstromnetzes R, S, T liegen und die andererseits zu den Verbrauchern V(sub)R, V(sub)S, V(sub)T führen, welche in Stern geschaltet sind. II ist die Sekundärwicklung großer Windungszahl des Stromwandlers Ü, an die die Glimmlampe Gl angeschlossen ist, welche zum Aufleuchten kommt, sobald in einer oder allen Wicklungen I(sub)R, I(sub)S, I(sub)T Strom fließt.

Da die Phasen der in diesen Primärwicklungen fließenden Ströme bei der normal vorgesehenen Sternschaltung im Falle der symmetrischen Belastung der Verbraucher an sich so liegen würden, dass sich deren Wirkung im Kern des Übertragers Ü aufheben würde, ist z.B. die Wicklung IT so gewählt, dass ihr Wicklungssinn demjenigen der beiden anderen Primärwicklungen I(sub)R bzw. I(sub)S entgegengesetzt gerichtet ist. Dies ist erzielt durch Kreuzung der Zuleitungen der Wicklung I(sub)T. Die Folge hiervon ist, dass das resultierende primäre Erregerfeld des Stromwandlers immer einen von Null verschiedenen endlichen Wert erhält und die Glimmlampe Gl stets zum Ansprechen kommt, auch wenn die Verbraucher in Sternschaltung genau symmetrisch belastet sind.

Die Schaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, dass bei ihr die Verbraucher V(sub)R, V(sub)S, V(sub)T in Dreieck geschaltet sind und dass ferner die Wicklung I(sub)S, die den gleichen Wicklungssinn hat wie die Wicklung I(sub)R, außerdem noch zusätzlich die doppelte Windungszahl besitzt wie die Wicklung I(sub)R, während die Wicklung I(sub)T wieder im umgekehrten Sinne gewickelt ist. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass die primäre Stromwandlererregung auch dann niemals den Wert

Null annehmen kann, wenn ungünstigenfalls eine derart unsymmetrische Belastung vorliegt, dass z.B. wahlweise einer der Verbraucher V(sub)R, V(sub)S oder V(sub)T angeschlossen ist.

Werden die einzelnen Primärwicklungen I(sub)R und I(sub)T z.B. nur mit je einer Windung angenommen, während die Wicklung I(sub)S zwei Windungen erhält, so ergeben sich dabei folgende Möglichkeiten:

Bei Belastung nur durch den Verbraucher V(sub)R bleiben erregend wirksam die Wicklungen I(sub)R - I(sub)S = 1 Windung.

Bei Belastung nur durch den Verbraucher V(sub)S bleiben erregend wirksam die Wicklungen I(sub)S + I(sub)T = 3 Windungen.

Bei Belastung nur durch den Verbraucher V(sub)T bleiben erregend wirksam die Wicklungen I(sub)R + I(sub)T = 2 Windungen.

Bei gleichen Strömen in allen drei Belastungsfällen ergibt sich eine magnetische Erregung, die im Werte 1 : 3 verschieden ist. Bei den großen Anzeigeberichten, die mit der grundsätzlichen Anordnung der angegebenen Stromzeigelampe erreicht werden können, bleibt immer noch ein genügend großer Ansprechbereich für die Drehstromanordnung übrig. Der sehr geringe primäre Leistungsverbrauch stellt außerdem sicher, dass keine merkbaren gegenseitigen Beeinflussungen der drei Phasen auftreten.

Claims (2)

1.) Anordnung zum optischen Anzeigen des Fließens von Wechselstrom mittels einer von einem Stromwandler gespeisten Glimmlampe nach Hauptpatent Nr. ...(Anm. P 7698 vom 1.10.48) für symmetrisch oder unsymmetrisch belastete Mehrphasennetze, insbesondere für dreiphasigen Drehstrom, dadurch gekennzeichnet, dass der die Glimmlampe (Gl) mit seiner Sekundärwicklung (II) hoher Windungszahl speisende Stromwandler (Ü) primärseitig je durch eine Wicklung kleiner Windungszahl jeder der zu überwachenden Netzphasen derart erregt ist, dass sich die erzeugten Flüsse nicht gegenseitig aufheben, indem z.B. bei dreiphasigem Drehstrom die eine Primärwicklung (I(sub)T) gegenüber den übrigen (I(sub)R, I(sub)S) in umgekehrten Wicklungssinne gewickelt ist.

2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei in Dreieck geschalteten Netzphasen eines Drehstromsystems die gleichsinnig gewickelten primären Phasenwicklungen (I(sub)R, I(sub)S) des Stromwandlers (Ü) unterschiedliche Windungszahl besitzen, die eine z.B. die doppelte der anderen.