Messwandler. Es ist bekannt, einen Durchführungs isolator zum Messen des ihn durchfliessenden Stromes zu benutzen. Hierfür wird er als Messwandler ausgebildet, indem auf dem Durchführungsisolator ein Ring als Kern, auf welchen Kern eine Spule aufgewickelt ist und mit einem geeigneten Strommesser in Reihe geschaltet werden kann, angeord net wird.
Wenn der Leiter des Durchfüh- rungsisolators stromdurchflossen ist, so wird in der Spule, die,die Sekundärwicklung des Stromwandlers darstellt, während der Leiter selbst .den Primärkreis, bildet, ein dem Hauptstrom praktisch proportionaler Strom induziert, der folglich zum Messen dieses Hauptstromes dienen kann.
Der Anwendungsbereich der bis heute bekannten Messwandler solcher Art ist auf diese Strommessungen beschränkt, und wenn andere elektrische Grössen gemessen werden sollen, müssen gesonderte Hilfsstromkreise herangezogen werden. Die vorliegende Er findung bezieht sich auf einen Messwandler, welcher das Messen irgendwelcher elektri- s 'her Wecliselstrom#,rössen gestattet.
Zu dem <I>e</I><B>C</B> Zweck weist der erfindungsgemässe lIess- wandler einen ringförmigen zur Durchfüh rung,gleichachsigen Kern und eine von min destens einem Teil des Kapazitätsstromes der Durchführung durchflossene Spannungswick lung und eine Sekundärwicklung auf, in wel cher sich der von dem die Durchführung durchsetzenden Leiter induzierte Strom mit dem von der Spannungswicklung induzierten Strom summiert. Die Spannungswicklung kann mit ihrem einen Ende mit einem an der Durchführung angebrachten . Kondensator belag verbunden: und mit ihrem andern Ende an Erde gelegt sein.
Vermöge dieser Anord nung wird, wenn durch den unter Spannung stehenden Leiter des Durchführungsisolators kein Strom fliesst, in der genannten Span nungswicklung ein der Spannung des Lei ters proportionaler Kapazitätsstrom hervor gerufen, der zum Messen der Spannung die nen kann, entweder durch einen in den Strom- kreis dieser Spannungswicklung eingeschal teten Messapparat oder durch Messen des von diesem Kapazitätsstrom in der Sekundär wicklung des Me & wandlers induzierten Stro mes.
Wenn dagegen der Leiter, der die Durch führung des Isolators durchsetzt, vom Strom durchflossen ist, so summieren sich in dem Stromkreis der Sekundärwicklung des Mess- wandlers die Wirkungen des Primärstromes und der Spannung des Leiters und durch ent sprechende Schaltung der M.esswandlerspulen zweier oder mehrerer Durchführungsisolato- ren-lassen sich gleichzeitig Messungen der Spannung gleicher Phase gegen Erde oder zwischen zwei von mehreren Phasen eines Netzes, der Frequenz, der Leistung, Feststel lung des Synchronismus usw. ausführen.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist sche matisch ein Aus.führuugsbeispiel und ein Anwendungsbeispiel des Messwandlers nach der Erfindung dargestellt.
Abb. 1 zeigt schematisch die übliche An ordnung eines Messwandlers mit Durchfüh rungsisolator; Abb. 2 stellt das Schalschema eines sol chen Wandlers dar; Abb. 3 zeigt das Schema eines Messivand- iers nach der vorliegenden Erfindung; Abb. 4 veranschaulicht das Schema eines Anwendungsbeispiels des Erfindungsgegen standes.
In Abb. 1 bezeichnet B den Durchfüh rungsisolator, der mit dem Mittelleiter P, dem Befestigungsflansch F und einem ring förmigen Kern 31 mit Wicklung S versehen ist. Der Leiter P bildet den Primär- und die Wicklung S den Sekundärstromkreis des Stromtransformators. Ein Apparat A, zum Beispiel ein Strommesser, der in den Strom kreis der Wicklung S eingeschaltet wird, zeigt der Stromstärke im Leiter P proportio nale Werte an, und kann folglich nur zur Messung dieses Stromes dienen (Abb. 2).
In Abb. 3 ist das Schema einer Anord nung des Messwandlers nach der Erfindung dargestellt, dessen Sekundärwicklung S gleichzeitig von dem durch den Leiter P fliessenden Strom und seiner Spannung be einflusst wird. Der Messwandler besteht aus dem den aktiven magnetischen Kreis auf nehmenden Körper Dl, der Sekundärwicklung S, in deren Stromkreis wie in dem vorigen Falle ein Messapparat A eingeschaltet ist.
ferner aus einer Spannungswicklung T, die mit ihrem einen Ende bei E geerdet und mit dem andern Ende mit einem Konden- satorbelag C verbunden ist, der den Durch führungsisolator umschliesst und in bezug auf den Leiter P eine bestimmte Kapazität besitzt. In diesem Falle besteht, wenn den Leiter P kein Strom durchfliesst, er aber unter Spannung ist, in der Spannungswick lung T ein der Spannung des Leiters P pro portionaler Kapazitätsstrom und folglich in der Wicklung S ein induzierter Strom, der vom Messappar at A gemessen werden kann und zur Spannung des Leiters P in einem be stimmten Verhältnis steht.
Wenn durch den Leiter P Strom fliesst. so summieren sich in der Sekundärwicklung S die Wirkungen des Stromes. und der Span nung des Leiters P. Diese Wirkungen kön nen durch geeignete Schaltungen zweier oder mehrerer Messwandler nach der Erfindung zur Messung aller elektrischen Wechselgrö ssen benutzt werden.
In, Abb. 4 ist ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemässen Messvorrichtung bei spielsweise dargestellt. Die Figur zeigt zwei Messwandler, die an. -der gleichen Leitung, welche durch den Schalter 1 aufgetrennt werden kann, liegen, wobei sich der eine Wandler vor, der andere nach dem Schalter befindet. Pi und P2 bezeichnen dabei die die Mittelleiter der Durchführungsisolatoren bil denden miteinander verbindbaren Leiterteile desselben Phasenleiters eines Schalters;
Ci. C2 die Kondensatorbeläge der Durchfüh rungsisolatoren, 112i, 1112 die ringförmigen Messwandlerkerne, die mit Sekundärwicklun gen Si, S2 und Spannungswicklungen Ti, T2 versehen sind.
Die Spannungswicklungen Ti und T2 sind einerends durch die Leiter 1 bezw. 2 mit den Kondensatorbelägen Ci bezw. C2 und an- derends miteinander und mit der Erde E durch den gemeinsamen Leiter 3 verbunden.
Die Sekundärwicklungen Si und S2 sind in bezug auf die durch die Spannungswick- lungen Ti und T2 induzierten Spannungen im Stromkreis über die Leiter 4, 5, 15 mit dem Messapparat A und den Leiter 6 gegen einander geschaltet. Parallel zum Strom messer A können die induktiven Widerstände Bi und R2 geschaltet werden, die durch den einen Umschalter FL aufweisenden Leiter 7 verbunden sind.
Zwischen die Leiter 4 und 5 ist mittelst der Leiter 7 und 8 ein Mess- apparat V eingeschaltet, dessen Klemmen mit den festen Kontakten 9 und 10 des Umschalters K verbunden sind.
In die Leiter 5 bezw. 6 zwischen der Wicklung Si und dem Widerstand Bi bezw. der Wicklung 82 und dem Widerstand E2 sind die Schalter 11 bezw. 12, in den vom Leiter 4 abzweigenden Leiter 8 der Schalter 13 und in den Strombahnzweig 15 über den Strommesser der Schalter 14 eingeschaltet.
Die Wicklungen Ti und T2 werden von dem vollen oder einem Teil des Kapazitäts stromes der betreffenden Durchführung durchflossen. Bei offenem Schalter I fliesst durch die Leiter Pi und P2 kein Strom. Durch die Wicklungen Si und S2 fliesst ein Strom, der demjenigen, der durch die Wicklungen T1 und T2 fliesst, proportional und folglich auch den Spannungen der Leiter Pi und P2 gegen Erde proportional ist.
Wenn der Um schalter K auf den Kontakt 10 gelegt ist, während die Schalter 12 und 13 geschlossen sind, stellt man einen .Stromkreis her, der von einem Pol der Wicklung S2 durch den Leiter 4, Schalter 13, Messapparat V, Kon takt 10, induktiven Widerstand R2, Leiter 6 und Schalter 12 zum andern Pol der Wick lung 82 geht. Das Messinstrument V wird dementsprechend die Spannung des Leiters P2 anzeigen.
Wenn,dagegen der Schalter 12 offen und der Schalter 11 geschlossen ist, wird ein Stromkreis hergestellt, der von einem Pol der Wioklung Si über Leiter 5 und Schalter 11, induktiven Widerstand Ri, Leiter 7, Mess- apparat V und Schalter 13 zum andern Pol der Wicklung Si .geht. Das Messinstrument V wird nun die Spannung des Leiters von Pi angeben.
Sind die Schalter 13 und 1d offen und der Umschalter K auf dem Kon takt 9, so schliesst sich ein Stromkreis. der von einem Pol der Wicklung Si über den Leiter 5 und Schalter 11, induktiven Wider stand Bi, Leiter 7, Messapparat V, Leiter Q, Schalter K, induktiven Widerstand R2, Lei ter 6 mit Schalter 12, Wicklung S2 und Lei ter 4 zum andern Pol der Wicklung<B>81</B> geht.
Das Messinstrument V wird nun die vel-:- torielle Summe der beiden den Spannungen des Leiters Pi bezw. P2 proportionalen Ströme angeben. Die Vorrichtung kann also auch als Synchronisierungsapparat benutzt werden.
Bei geschlossenem Schalter 1 fliesst durch die Leiter Pi und P2 ein Strom, der in den Wicklungen Si und S2 einen Strom induziert.
der sich mit dem durch die Wicklungen Ti und T2 induzierten Strom vereinigt. E'tTenn alle Schalter geschlossen sind und der t m- sehalter K an den Kontakt 10 gelegt ist, so sind die Wicklungen Si und S2 in bezug auf die durch die Spannungswicklungen Ti und T2 induzierten Spannungen zum Messinstru- ment V parallel geschaltet,
während sich diese Spannungen im Stromkreis des Messapparates A gegenseitig aufheben, der deshalb von den ,durch die Wicklungen Ti und T2 indu zierten Strömen praktisch nicht beeinflusst wird.
Da die durch die Leiter Pi und P2 in den Wicklungen<B>81</B> und S2 induzierten Ströme im Stromkreis über das Messinstrument ;1 gleich gerichtet sind, summieren sich ihre Wirkungen im Stromkreis des lIessinstru- mentes A, während sie sich in bezug auf das Messinstrument V gegenseitig aufheben, das also durch die durch die Leiter Pi und P2 in den Wicklungen Si und S2 induzierten Ströme praktisch nicht beeinflusst wird.
Die Angaben der Messinstrumente A und V entsprechen daher denjenigen, die man erhalten würde, wenn man die Strom- und Spannungsmessung getrennt ausgeführt hätte, wobei die-ersteren gerade so genau sind und nur einen Messwandler je Durch führung erfordern.
In die Stromkreise der Wicklungen Si und S'2 können alle zum Messen der andern elektrischen Grössen dienenden Apparate, so wie Relais für Fernmessungen und .selbst tätige Regulierung von elektrischen Maschi nen und Anlagen eingeschaltet werden. 'Wenn die Wandler nach der vorliegenden Erfin dung bei Durchführungen von verschiedenen Phasen angewandt werden, können die Span nungen zwischen Phase und Phase gemessen und überhaupt alle für die Tontrolle der elektrischen Anlagen notwendigen Messungen durchgeführt werden.