Anordnung zur Messung der Spannung oder von ihr abhängiger Grössen in Hochspannungsnetzen. Das Hauptpatent betrifft eine Anord nung zur Messung der Spannung in Hoch spannungsnetzen, bei der an Belegungen von Kondensatoren, z. B. eine Durchführung, ein auf Strom ansprechendes Messgerät ange schlossen ist.
Gemäss der Erfindung wird diese Anord nung in der Weise weitergebildet, d:ass zur Messung .der Spannung -oder von ihr abhän giger Grössen ausser einem Kondensator noch weitere Schaltungsteile mit dem Messerät in Verbindung stehen, deren Betriebszustand gemeinsam zeit dem des Kondensators das MessgerM zu beeinflussen vermag. Als solche Schaltungsteile können zum Beispiel weitere Kondensatoren oder vom Leitungsstrom durchflossene Stromwandler :dienen.
Fig. 1 zeigt eine Schaltung für Span nungsm.essun.g, bei der die Messeinriclztung an 11.oahspannungsdurchführungen angelegt ist;
Fig. 2 zeigt eine Schaltung für .Spa.n- nungsmessung, bei der die Messeinrichtung an von den Netzleitungen abgezweigte Kas- k.adenschaltungen von Kondensatoren ange schlossen ist; Fig. 3 eine Schaltung für Leistungsmes sung in Drehstromnetzen unter Benutzung zweier Durchführungen und :eines in einer Netzleitung liegenden Stromwandlers;
In Fi.g. 4 ist eine Schaltung zur Lei stungsmessung in Drehstromnetzen darge- stellt, bei der von .den Netzleitungen abge zweigte Kaskadesichaltungen von Kondensa toren: und ein in einer Netzleitung angeord neter Stromtransformator zum. Anschluss der MeZeinrichtung dienen;
In Fig. 5 ist schliesslich die Schaltung für gleichzeitige Blind- und Wirkleästun.gs- messung in einer Drehstromanlage darge stellt;
Die Fig. 6 zeigt eine Schaltung zur Prü fung der Leistungsaufnahme eines Span- nungswa.ndlers, zwecks Überwa,cliulig des Wandlers auf Windungss.ehluss, der durch Anzeigen der aufgenommenen .Leistung sich kenntlich macht; In Fig. 7 ist die Ausbildung der Hoch spannungsleitung und der Kondensatorklem- men als Träger des Messgerätes dargestellt:
Fig. 8 zeigt eine einda-che Anordnuii-g der Schaltungsteile für Leistungsmessung, bei der die Spannung einer Kondensa.toranord- nung und ein ,aus der gleichen Leitung ge speister Stromwandler gleichzeitig das 31ess- g <B>0-</B> erät beeinflussen; Fig. 9, 10- und 11 zeigen besondere Aus führungsformen der Anordnung des Mess- wandlers nach Fig. B.
In Fig. 1 sind 4, 4' zwei Durchführun gen für die Hochspannungsleitungen 1, 2. Ihre äussern Belegungen 5, 5' sind an den Leiter 8 angeschlossen, der bei 9 an Erde liegt. Die Zwischenbelegungen 6, 6' sind durch die Leiter 7, 7' an die primären Wick lungen 10a, 10'a der Messwandler 10, 10' an geschlossen, die bei 8' mit dem Leiter 8 ver bunden sind.
An die sekundären Wickhin- gen lob, 10'b ist über die Umschalter 11, 12 das Voltmeter 13 angeschlossen. Je nach Einstellung der Umschalter 11, 12 auf die Kontakte 14, 14' bezw. 15. 15' können die Messwandler entweder auf das Voltmeter 13 geschaltet oder kurzgeschlossen werden.
Steht nämlich der Schalthebel 11 auf Kontakt 14 und der ,Schalthebel 12 auf Kon takt 14', so geht die Summe der Sekundär ströme der Wandler 10 und 10' durch das Messgerät 13, und es wird die verkettete Spannung zwischen den Leitungen 1 und 2 gemessen. Liegt dagegen Hebel 11 auf Kon takt 15, o.der Hebel 12 auf Kontakt 15',
so ist im ersteren Falle die Sekundärwicklung 10b und im .zweiten Falle die Sekundärwick lung 10'b kurzgeschlossen. Das Messgerät 13 zeigt dann die Spannung je einer der beiden Leitungen 1 und 2 gegen Erde an.
In Fig. 2 sind die in Reihe geschalteten Kondensatoren 16, 16' mit ihrem einen Ende an die Netzleitungen 1, 2 und mit ihrem an dern Ende an den Leiter 8, der bei 9 an Erde liegt, angeschlossen. Die ZwiSchen- belegungen 17,<B>1.7'</B> sinds mittelst Leitungen 7, 7' an die Priniiirspule 10a des INNlesswa.nd- lers 10 gelegt. Das Voltmc4er 13 ist'mitder Sekundärwicklung 10) des Messwandlers ver bunden.
In Fig, 3 ist eine Wirkleistungsschaltunj in Drehstromnetzen dargestellt. In der Netz leitung 1 liegt die Primärspule<B>27</B> des Stromtransformators 20, dessen Sekundär- spule 28 die Stromspule 19 des dynamo metrischen Instrumentes speist. In den Netz leitungen 2 und 3 sind die äussern Belegun gen 5' und 5" der Durchführungen 4', 4" an den Leiter _8 gelegt, der mit seinem an dern Ende bei 9 geerdet ist. Die Zwischen belegungen 6' und 6" sind mit der Span nungsspule 18 des llessgeriites 13 verbunden.
In Fig. 4 stellen 1, 2, 3 Drehstronüeitun- geil dar. In der Netzleiturig_ 1 liegt die Pri märspule<B>9-7</B> eines Stromtransformators 20, dessen Sekundärspule 28 mit den beiden Po len der Stromspule 19 des 3y namoinetrischen Instrumentes 13' verbunden.
Die in Stern geschalteten Kondensatorreihen 16. 16', 16" lieben mit einem Ende an den Netzleitungen 1, 2, 3, mit ihrem andern sind sie an die bei 9 an Erde liegende Leitung 8 angeschlossen, Diejenigen Zwischenbelegungen, die der Er dung am näellsten liegen, sind mit 22', 22", 22' bezeichnet. Die Belegungen 22" und 22"' sind durch die Leitung 21 kurzgeschlossen. Die Belegung 22' ist durch die Leitung 7 mit dem einen Pol der Primärspule 10a eine Messwandlers 10 verbunden. Der andere Pol der Primärspule 10a ist mit der Leitung 7' an die Leitung 21. angeschlossen.
An die Se kundärspule 1.0b des Messwandlers 10 ist die Spannungsspule 1.8 eines dvnamometrisclien Instrumentes 13' angeschlossen. Bei Anwen dung dieser Schaltung sind die Angaben des Messgerä.tes 13' unabhängig von Erdschlüs- sen in den Netzleitungen.
Bei der in. Fing. 5 dargestellten Kombina tion einer ZVirkleistungssehaltung und einer Blindleistungsschaltung sind beide von durch Erdschlüsse und ähnliche Ursachen beding- ten Potentialverschiebungen unabhängig. 1, 2, 3 sind die Netzleitungen, 4, 4', 4" Durch führungen, deren äussere Belegungen 5, 5', 5" mittelst der Leitungen 8, 8', 8" bei 9 an Erde gelegt sind.
In den Durchführungen sind die den Belegungen 5, 5', i5" am nächsten liegenden Zwischenbelegungen 23, 23', 23" über die primären Wicklungen 24a, 24'a, 94"a der Messwandler 24, 24', 24" an die Leitung 26 bei 25, 25', 25" angeschlossen. Die sekundäre Wicklung 24b des Wandlers 24 ist an die Spannungsspule I8" eines Blind leistungsmessers 13" angeschlossen, Seine Stromspule 19" wird gespeist von der Sekun därspule 28 des Stromtransformators 20, des sen Primärspule 27 in der Netzleitung 1 liegt.
Die Stromspule ist in Reihe gescUal- tet mit der Stromspule 19' des Wirkleistungs- messers 13'. Die Spannungsspule 18' des letztgenannten Messinstrumentes liegt an den kreuzweise parallel geschalteten Sekundär spulen 24'b, 24"b der Messwandler 24', 24 ". Die Schaltungen nach Fig. 4 und 5 sind vor allem geeignet für ITessungen in symme trisch belasteten Drehstromnetzen.
Bei Leistungsmessungen kann gegebenen falls die Spannungsspule an die innersten Belegungen, die nahezu gleiches Potential wie die Leitung des Hauptstromes haben, ange schlossen werden. Dadurch wird jede stär kere Isolation in dem Messgerät vermieden. Es kann :dann, je nach der Stärke des Stro mes, entweder die Stromspule des Leistungs zeigers vom Leitungsstrom selbst durchflos sen oder mittelst eines Stromwandlers schwa cher Isolation mit der Leitung gekoppelt werden, während die Spannungsspule im all gemeinen nicht unmittelbar, sondern zur Er höhung der Stromstärke über einen schwach isolierenden Stromwandler an die innersten Belegungen angeschlossen ist.
Der Fortfall starker Isolation ermöglicht es auch, die Schaltungsteile in einfacher 'Weise konstruk tiv miteinander zu verbinden. Man kann be quem die Hauptleitung sowohl wie die Kon- densatorklemme, im besonderen die Schellen, mit denen die Spannungsspule an die Be legungen angeschlossen ist, als tragenden Teil des Messgerätes und der Wandler aus bilden.
Als Wandler eignen sich zum zentri schen Aufsetzen besonders Ringwandler. Die Schaltung ist freilich nur anwendbar. wo kein Einwand dagegen vorliegt, :däss das ganze Anzeigegerät sich auf hohem Poten tial befindet. Doch kommt dieser Fall häu figer vor. Vielfach wird überhaupt erst die Vereinfachung der Schaltung durch den Fortfall der hohen Isolation der beiden Spu len die Anordnung lohnend erscheinen lassen.
Die Fig. 6 und 7 zeigen als Ausfüh rungsbeispiel eine Schaltung zur Prüfung der Leistungsaufnahme eines Spannungswandlers behufs Überwachung des Wandlers auf Win- dungsschluss, der :durch Anzeigen der aufge nommenen Leistung sich kenntlich macht.
In der Fig. 6 ist 2<B>7</B> ein Spannungswand ler, dessen Sekundärwicklung nicht darge stellt ist. 4 und 4' sind die als Kondensator klemmen ausgebildeten Durchführungen der primären Anschlüsse 28, 28'; 29 und 30 sind die innersten Belegungen der Kondensator klemme. 19 ist die Stromspule und 18 die Spannungsspule eines Leistungszeigers 13' zur Messung der aufgenommenen Leistung. Die Stromspule 19 liegt in der Leitung 28'. die Spannungsspule 18 an den Belegungen 29 und 30. Ein Stromwandler, der im all gemeinen zwischen der Spule 18 und den Belegungen 29 und 30 eingeschaltet wird, ist nicht dargestellt.
Auch ist eine Vorrichtung für eine Phasenverschiebung von 90 nicht gezeichnet, die bei Verwendung eines dy namometrischen Gerätes angeordnet werden müsste, wenn man die Wirkleistung messen will; diese könnte auch entbehrt werden für Wirkleistungsmessungen, wenn man statt des dynamometrischen Gerätes ein Sinus gerät, z. B. Ferrarisgerät, verwenden würde.
Die Anordnung kann insofern noch ver einfacht werden, als die Ausführung der Kondensatorklemme keine Abänderung be hufs Anschlusses der Spannungsspule zu er fahren braucht, wie in Fig. 7 dargestellt ist, wo zugleich die Ausbildung der Hochspan nungsleitung und der. Kondensatorklemmen als Träger des Messgerätes angedeutet ist. Zum Anschluss der Spannungsspule ist die Kapazität zwischen der Leitung und der in nersten Belegung benutzt, die natürlich in diesem Fall nicht mit der Leitung wie ge wöhnlich kurzgeschlossen ist.
Man kann auch sagen, dass in diesem Fall die innerste Belegung über die Spannungsspule an die Leitung angeschlossen ist. Dieser Schaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Teil kapazität bei Parallelschaltung der 14Iess- spule (Fig. 6) durch diese kurzgeschlossen ist. Mreil nun die Grösse der Teilkapazität wegen dieses Kurzschlusses durch die Spule keine Rolle mehr spielt, kann man die Ka- pazität zwischen den ersten beiden Belegun- ,gen durch die noch geringere der Leitung <I><U>(r</U></I>egen die erste Belegung ersetzen.
Gegebenen falls kann auch der zu der Spannungsspule f"ehöri"e Wandler von Hochspannungsleitung und Kondensator getragen werden.
Im allgemeinen werden -bei allen Anord- nungen Stromwandler zur Erhöhung der Stromstärke zwischen Kondensator und Mess- #er < it eingeschaltet werden müssen.
Der Aufbau der Apparate in Schaltun- 0-en, wie sie in den Fig. 1 bis 6 dargestellt sind, kann nun dadurch noch vereinfacht -erden, dass der an die Belegungen einer Kondensatorklemme angeschlossene Mess- wandler an der äussern Bandage dieser Klemme unmittelbar oder an deren Träger <B>bi</B> festigt wird.
Dieser Träger ist in vielen Fällen das Gehäuse eines Messwandlers, für dessen Hochspannungsleitungen die Konden- satorklemme die Ausführung bildet. Ein derartiger Messwandler, nämlich Strom wandler, wird im Verein mit dem an die Be, legungen angeschlossenen Wandler, z. B. bei Leistungsmessungen, benutzt.
Ein Beispiel der Schaltung für eine sol che Messung gibt Fig. B. 13' ist ein Lei- stungsmesser mit der Stromspule 19 und cler Spannungsspule 18. Die Stromspule liegt an einem Stromwandler \?0, dessen Prim5rIeitun- gen 31 durch den Deckel 33 des Transforma- torgehäuses mittelst der Kondensatorklemme 1 hindurchgeführt sind.
Zwischen der üusser- sten Belegung 5 der Kondensatorklemme, die über das Gehäuse an Erde liegt und der nächsten Belegung 33 liegt ein Stromwand ler 10, der den schwachen Ladestrom cl(., Kondensators auf eine für die Spannungs spule 18 brauchbare Stärke hinauftransfor miert. Die gezeichnete Schaltung misst die Blindleistung; doch sind die Unterschiede der Wirk- und Blindleistung-smessung für den Aufbau der Apparate belanglos.
Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen in schema tischer Darstellung Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung. Fig. 9 veran schaulicht die Befestigung eines Ringwand lers 10 mittelst eines -Winkeleisenringes 35 an der äussersten Belegung 5 der Kondensa- torklemme 4. Seine Prim#irwicklung ist an diese Belegung 5 und die nächstfolgende, 33, angeschlossen. 36 ist ein Schutzdeckel für den Ringwandler.
In den Fig. 11) und 11 ist im besonderen für die Ziereinigung des 'Wandlers 1() und des Wandlers 20 nach Fig. 8 die Befestigung des Wandlers 10 an dem Gehäuse von 20 dargestellt. Die Befesti@-ung _ geschieht zum.
Schutz des Wandlers 10 und gegebenenfalls auch zur Ausnutzung der Ölfüllung des Wandlers \?0 für die Isolation von 10 im In nern des Gehäuse. In Füg. 1.0 ist ein Wand- ler 10 mit rechteckig geformtem Bern ange nommen. Dieser Kern ist in bekannter Weise durch Verschraubung an dem Deckel 3? des Gehäuses unmittelbar neben der Klemme befestigt. Die Befestigung selbst ist nicht dargestellt.
In Fig. 11 ist wieder, wie in Fig. 9, die besonders zweckmässige Rin-'- form für den Wandler 1.0 angenommen. Er ist mittelst Schellen 34 an der Innenseite des Gehäusedeckels 32 befestigt.