CH381767A - Quotientenmesser - Google Patents

Description

  



  Quotientenmesser
Die Erfindung betrifft einen Quotientenmesser, der insbesondere für die Fehlerentfernungsanzeige (Fehlerortung) auf Hochspannungsleitungen verwendet wird, um nach Eintritt eines Fehlers die Impedanz der Leitung zwischen Messort und Fehlerort feststellen zu können. Er soll vor allem für längere Freileitungen verwendet werden und kann mit dem zugehörigen Distanzschutz zusammengebaut sein.



   Fehlerortungen sind an sich bekanntgeworden.



  Man hat hierfür Quotientenmesser verwendet, welche auf elektromechanischem Wege den Quotienten von Spannung und Strom und damit die Impedanz messen. Hierfür sind Kreuzspulinstrumente, Induktions-,   Ferrarismesswerke    sowie Hallgeneratoren verwendet worden. Die Schwierigkeit ist bei allen diesen Systemen, den einmal gemessenen Wert festzuhalten, um ihn auch nach Verschwinden des Fehlers ablesen zu können. Beim Auftreten des Fehlers ist eine bestimmte Spannung an der Messstelle vorhanden, und es fliesst ein bestimmter Strom (Kurzschlussstrom).



  Die fehlerhafte Leitung wird dabei so schnell wie möglich vom zugehörigen Netz abgetrennt. Damit verschwinden die Messgrössen wieder. Man will aber die Entfernung nach der Abschaltung des Fehlers möglichst rasch feststellen. Eine Direktanzeige, wie bei den obengenannten Instrumenten, kann diesen Zweck nicht erfüllen. Es muss die Anzeige auch nach Verschwinden der Messgrösse stehenbleiben. Mechanisch hat man dies mit Hilfe von   Schleppzeigern    zu erreichen versucht, welche zusätzlich an den Anzeigeinstrumenten angebracht werden. Diese Instrumente besitzen eine gewisse Trägheit, welche bei den heute üblichen sehr kurzen Abschaltungen eine genauere Anzeige nicht gewährleisten. Es sind daher elektronische Mittel notwendig, um die erwähnte Aufgabe erfüllen zu können.



   Dies wird dadurch erreicht, wenn man erfindungsgemäss die eine Spannung auf einen Spannungsteilerwiderstand gibt, welcher in n Teile unterteilt ist, und eine elektronische Schaltvorrichtung vorsieht, welche nacheinander die den einzelnen Teilen des Spannungsteilers entsprechenden Stufen abtastet, sowie eine Messvorrichtung vorsieht, welche in einer Brückenverbindung liegt und die abgetastete   Teil-    spannung und die andere Spannung miteinander vergleicht, wobei die Schaltvorrichtung so lange mit Abtasten   fortfährt,    bis die Messeinrichtung Null anzeigt.



   Der Erfindung liegt folgende   tlberlegung    zugrunde : Nimmt man beispielsweise an, dass die Span  nung    also der Zähler des Quotienten, der Fehlerspannung entspricht, und die Spannung UN, also der Nenner des Quotienten, dem Kurzschlussstrom, und wird der Nenner auf einen Spannungsteilerwiderstand mit n Teilen gegeben, so muss man so viele Teile (m) des Spannungsteilers zuschalten, bis die beiden Messgrössen gleich gross sind. Dann muss also sein :    Uz =U39.    n Der zu messende Quotient ist dann :    Uz    m
UN   n   
Da n konstant ist, ist m also ein Mass für den Quotienten selbst. Die Anzahl m kann nun in einem Zählwerk gezählt werden, welches die Anzeige so lange aufrechterhält, bis es wieder von Hand gelöscht wird.



   Ein Beispiel dieser Anordnung ist in der Figur dargestellt. Die dem Zähler entsprechende Spannung   Uz    wird dem Ubertrager 1, die dem Nenner entsprechende Spannung   !    dem   tSbertrager    2 zugeführt.



  Hierbei kann   Uz    die Spannung an der Messstelle, welche in bekannter Weise über Spannungswandler gewonnen wird, und   Ux    der Strom sein, welcher in bekannter Weise über Stromwandler gewonnen wird.



  Die an den   Übertragern      1    und 2 auf der   Sekundär-    seite entstehenden Spannungen werden durch die   Gleichrichtergruppen    3 und 4 gleichgerichtet. Die so entstandenen Gleichspannungen werden an die Kondensatoren 5 und 6 gegeben und laden diese auf.



  Die Kondensatoren halten eine bestimmte Zeit die Spannung aufrecht, auch wenn die Messwerte selbst bereits verschwunden sind. Die an dem Kondensator 5 liegende Spannung   C//wird    auf den Widerstand 7 gegeben, welcher zur Vermeidung einer raschen Entladung des Kondensators hochohmig sein muss. Die an dem Kondensator 6 liegende Spannung   UX'liegt    an dem Spannungsteiler 8, welcher n Stufen besitzt.



  Jede Stufe ist mit der Schaltvorrichtung 9 verbunden, die so viel Schalttransistoren besitzt, wie Stufen vorhanden sind. Die Transistoren werden nun durch Impulse geöffnet und wieder geschlossen. Sie verbinden daher kurzzeitig nacheinander die Stufen des Spannungsteilers mit der Messeinrichtung 10. In dieser wird die Spannung der betreffenden Stufe mit der konstant bleibenden, am Widerstand 7 liegenden Spannung verglichen. Diese Messeinrichtung besteht aus einer Kippschaltung, welche dann kippt und ein Signal gibt, wenn die von beiden Seiten zugeführten Spannungen gleich sind. Das Signal stoppt das Schaltwerk 11, so dass keine weiteren Stufen mehr geschaltet werden. Dieses Schaltwerk erzeugt die Schaltimpulse für die Umschaltung der Stufen.

   Dies kann in bekannter Weise beispielsweise durch Mittelfrequenzgeneratoren geschehen, deren Schwingungen durch Differenzierglieder in Impulse verwandelt werden. Diese Impulse gelangen also im Takte der Mittelfrequenz an die Schaltvorrichtung 9. Die Anzahl der erzeugten Impulse muss nun festgestellt werden, damit man die Zahl der Stufen und dadurch den Wert des Quotienten erhält. Hierzu dient das Zählwerk 12, welches in bekannter Weise aus einer Zählröhre mit mehreren Anoden bestehen kann. Die Einschaltung des Stufenschaltwerkes 11 erfolgt durch die Messspannung selbst. Tritt ein hoher Kurzschlussstrom auf, so wird der Kondensator 6 aufgeladen und die an ihm entstehende Spannung der Anwurfeinrichtung 13 zugeführt.

   Auch diese kann eine Kippeinrichtung mit Transistoren sein, welche von einer bestimmten Spannungshöhe an ein Signal erzeugt, das an das Stufenschaltwerk 11 geführt wird und dieses in Betrieb setzt.



   Das Zählwerk und die Stufenschalteinrichtung können dekadisch aufgebaut sein. Sollen beispielsweise 99 Stufen schaltbar sein, so wird eine Stufenschalteinrichtung für die Einer und eine für die Zehner vorgesehen. Erst laufen die Stufen von 1 bis 9 ab, dann wird eine Stufe des Zehnerschaltwerkes betätigt, dann wieder 9 Stufen des Einerschaltwerkes, welche den Stufen 11 bis 19 entsprechen usw. Man kann auf diese Weise sehr fein unterteilen und trotzdem die Stufen in kürzester Zeit, nämlich in einigen ms, durchlaufen lassen. Länger braucht die Spannung an den Kondensatoren nicht aufrechterhalten zu werden. Die Anzeige der Stufen ist dann proportional dem zu messenden Quotienten, welcher die Entfernung bis zur Fehlerstelle angibt. Die Stufenanzeige selbst bleibt so lange bestehen, bis das Zählwerk wieder auf Null zurückgestellt wird.



   Mit Hilfe dieser Einrichtung kann man in kürzester Zeit mit rein elektronischen Mitteln während oder kurz nach Fehlereintritt die Entfernung bis zur Fehlerstelle messen, wobei die Anzeige bestehen bleibt. Man erhält auf diese Weise eine sichere und genaue Fehleranzeige, welche mit den bisher bekannten mechanischen Mitteln nicht erreicht werden konnte.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Quotientenmesser, insbesondere für Fehlerentfernungsanzeige auf Hochspannungsleitungen, bei dem der Zähler und der Nenner durch je eine elektrische Spannung dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Spannung auf einen Spannungsteilerwiderstand gegeben wird, welcher in n Teile unterteilt ist und eine elektronische Schaltvorrichtung vorgesehen ist, welche nacheinander die den einzelnen Teilen des Spannungsteilers entsprechenden Stufen abtastet, und eine Messeinrichtung vorgesehen ist, welche in einer Brückenverbindung liegt und die abgetastete Teilspannung und die andere Spannung miteinander vergleicht, wobei die Schaltvorrichtung so lange mit Abtasten fortfährt, bis die Messeinrichtung Null anzeigt.

   UNTERANSPRUCHE 1. Quotientenmesser nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zählwerk vorgesehen ist, welches die von der Schaltvorrichtung abgetasteten Stufen des Spannungsteilers zählt und anzeigt.

   2. Quotientenmesser nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählung mit Impulsen durchgeführt wird, welche auf ein elektronisches Zählwerk gegeben werden.

   3. Quotientenmesser nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung aus Schalttransistoren besteht, welche von dem Zählwerk hintereinander geöffnet und wieder gesperrt werden.

   4. Quotientenmesser nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für Einer und Zehner je ein besonderes Schaltwerk vorgesehen ist, so dal3 99 Stufen gezählt werden können.

   5. Quotientenmesser nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal3 die Messeinrichtung eine Kippschaltung ist, deren Aus gangssignal die Impulse für die Zählung so lange freigibt, wie die miteinander verglichen, dem Zähler und Nenner zugeordneten Spannungen verschieden gross sind.

   6. Quotientenmesser nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählwerk durch eine der genannten Spannungen in Gang gesetzt wird.

   7. Quotientenmesser nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den Zähler und Nenner des Quotienten abbildenden Messspannungen auf Kondensatoren gegeben werden, welche ihre Ladung auch nach Verschwinden der Messspannung noch eine Zeitlang aufrechterhalten.