Verfahren zur Beseitigung von Fehlern bei der Prüfung und Eichung von ElektrizitÏtszÏhlern.
Ein vorteilhaftes Eich-und Prüfverfahren für Elektrizitätszähler besteht darin, da? man durch einen Eich-und Prüfzähler, insbesondere Gleichlast-oder Gleichwegeich- zähler mit Hilfe eines von diesem ZÏhler be tätigten Kontaktgehers und eines von diesem : Contaktgeber fortgeschalleten Schrittschalt- werkes den oder die zu prüfenden Zähler für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen des Eichzählerankers einschalten lässt, nachdem man gegebenenfalls vorher die zu prüfenden ZÏhler mit einer auf ihrem Anker angebrach- ten Fehlerprozentskala auf den Nullpunkt dieser Skala eingestellt hat.
Der Eichzähler ist derartig auf die zu prüfenden ZÏhler mit Hilfe von regelbaren Wandlern, Spannungsteilern usw. abgeglichen, da? nach dem Ausschalten die Anker der zu prüfenden ZÏhler, falls diese fehlerfrei arbeiten, alle wieder in der Nullstellung der Fehlerprozentskala stehen. Arbeiten die ZÏhler nicht fehlerfrei, dann bleiben sie in andern Stellungen stehen und ihr Fehler kann unmittelbar auf der Fehlerprozentskala abgelesen werden. In Ermangelung einer Fehlerprozentskala kann auch die bei den Elektrizitätszählern übliche Ankermarke für die Fehlerbestimmung benutzt werden, wenn man sie vor der Prüfung auf eine feste Marke einstellt und nach der Prüfung die Entfernung der Zählermarko von dieser Festmarke durch einen Massstab ermittelt.
Da bei diesem Eichverfahren : der EiohzählerschonvorderEinschaltangd.er zu prüfenden Zählerläuft und auch nach der Abschaltung dieser ZÏhler weiterläuft, und da die Stromspule des EichzÏhlers mit den Stromspulen der zu prüfenden Zähler gegebenenfalls unter Zwisehenschaltung eines zwecks Berücksichtigung der Zähler- konstante verstellbaren Wandlers in Reihe liegt, werden die zu prüfenden Zähler nur im Spannungskreis ein-und ausgeschaltet.
Die Stromspulen der zu prüfenden ZÏhler bleiben also dauernd erregt. Wegen der in der Massenfabrikation unvermeidbaren bezw. sogar bewusst herbeigeführten Unsymmetrien in der Stromtriebmagnetanordnung ergeben sich sogenannte Stromvortriebe, die auch bei abgeschalteter Spannungsspule eine, wenn auch sehr langsame Drehung des Ankers bewirken, die nach der Abschaltung der zu prüfenden ZÏhler durch zusätzliehe Ankerverdrehung falsche Ablesungen der Fehler herbeiführen kann.
Man kann das s Durchlaufen des Zählerankers unter der Einnvirkung des Stromvortriebes durch die sogenannte Hemmfahne, eine am Anker angebrachtes Weicheisenst ck, das einer der Magnete des Zählers anzuziehen sucht, verhüten und bei rie-htiger Einstellung der Hemm- fahne erreichen, da? der Zähleranker im Nullpunkt der Fehlerprozentskala auch bei eingeschalteter Stromspule stehen bleibt. Ein Stehenbleiben des Ankers in andern Stellun- gen lässt sich aber dadurch nicht erzielen. sondern der Anker lÏuft weiter, bis die Hemmfahne die grösste Magnetnähe erreicht hat.
Wirkt, wie bei versehiedenen ZÏhlerarten, die Hemmfahne nieht mit dem Brems- magneten, sondern mit dem Spannungstrieb- magneten zusammen, dann ist sie bei abge schalteter Spannungsspule praktisch wir- kungslos, und der Zähler lässt sieh auch bei stärkerem Stromvortrieb nicht in der Null stellung der Fehlerprozentskala halten. Dadurch wird die genaue Durehfiihrung des an sich vorteilhaften Eichverfahrens sehr erschwert.
Die Vorteile dieses Eichverfahrens bestehen darin, da? gleichzeitig mehrere Zähler geprüft und geeicht werden können und die Prüfzeit, namentlich bei höheren Be lastungsstufen. wesentlich verkürzt werden kann. Das letztere ist darauf zurückzufüh ren, da? der Zähler während jeder Priifperiode bei den verschiedenen Belastungs- stufen die gleiche Anzahl von Umdrehungen macht, und dass bei höheren Lasten die ITm- drehungszahl wesentlich grösser Ist als bei kleineren Lasten.
Die Erfindung beseitigt unter Beibehaltung der Vorteile die Mängel des oben be schriebenen Prüf-und Eichverfahrens. Um die Falschablesung durch zusÏtzliche Ankerverdrehung unter der Einwirkung des Stromvortriebes bei abgeschalteter Spannungsspule zu vermeiden, werden ausser den Spannungsspulen auch die Stromspulen ein-und ausgeschaltet. Vor Beginn und nach Been. digung der Prüfung wirken deshalb auf die zu prüfenden Zähler überhaupt keine Kräfte ein. Der Anker bleibt also in der jeweiligen Stellung stehen. Bei der Langzeitprüfung, also bei der Prüfung bei kleinen Lasten, bei der die Anker der zu prüfenden ZÏhler langsam laufen, ergeben sich durch die Abschallung der Stromspulen nur verschwindend kleine Fehler, die keiner Korrektur bed rfen.
Bei der Rurzzeitprüfung dagegen, also bei Nennlast und Überlast, bei der die Anker der zu priifenden Zähler schnell laufen, treten nicht mehr vernaehlässigbare Auslauffehler auf, die darauf zurückzuführen sind, dass der zu prüfende Zähler unter voller Strom-und Spannungsdämpfung anläuft, während beim Auslauf die Strom-und Spannungsdämpfung fehlt. Der Auslaufweg wird relativ zu lang, und der Zähler zeigt scheinbare Plusfehler, die er in Wirklichkeit nicht hat.
Um diesen Mangel zu beseitigen, wird er findungsgemäss während der Prüfzeit der vom Prüf-und Eiehzähleranker zurüek- gelegte Messweg gegenüber dem sonst wÏhrend der Einsehaltzeit der zu prüfenden Zähler zurückzulegenden Sollmessweg um ein solches Ma? erhöht, a. ls der Differenz der Auslaufwege der zu prüfenden Zähler bei fehlender und vorhandener Strom-und Spannungsdämpfung entspricht. Da dieser Fehler an sich nicht sehr gro? ist, geniigt ein annähernder Ausgleich.
Da ferner die Spannungsdämpfung bei verschiedenen Zäh- lerarten klein ist gegenüber der StromdÏmpfung im Bereich der höheren Lasten, reicht es aus, f r den Ausgleich die Differenz der Auslaufwege bei fehlender und vor handener Stromdämpfung zu berüeksichtigen. Da. dieser Fehler, vie erwähnt, nur bei Kurzzeitprüfung auftritt, ist eine entspre- chende Massnahme bei Langzeitprüfung ent behrlich. Der Ausgleich braucht nicht für jede h¯here Belastungsstufe zu erfolgen, sondern es genügt, ihn f r eine mittlere, höhere Belastungsstufe durchzuführen.
Die Einstellung ist dann zwar für andere höhere Belastungsstufen nicht richtig, doch sind die dadurch bedingten Fehler meist vernachläs- sigbar.
Der Ausgleich lässt sich z. B. folgendermassen durchführen.
Während der Zeit, in der die Stromspu- len der zu prüfenden Zähler nicht eingeschaltet sind, wird die Stromspule des Eichzählers, die während der Einschaltzeit der zu prüfenden ZÏhler mit den Stromspulen dieser ZÏhler in Reihe, gegebenenfalls über einen entsprechend den Zählerkonstanten der zu prüfenden Zähler einstellbaren Wandler, an einer Stromquelle liegt, über eine Ersatzimpedanz an diese Stromquelle angeschlos- sen. Diese Ersatzimpedanz wird kleiner gemacht als die Reihenimpedanz der Stromspulen der zu prüfenden Zähler. Infolgedes- sen lÏuft vor der Einschaltzeit der zu prüfen- den ZÏhler der Eichzähleranker mit einer grösseren Drehzahl als der Solldrehzahl einer Eichung entspricht.
Wird nun bei Beginn der Einschaltzeit der Eichzähler von der Er satzimpedanz auf die Stromspulen umgelegt, dann hat er eine gewisse überschüssige kine- tische Energie, die zur Folge hat, dass der Eichzähler während der Prüfzeit einen etwas grosseren MeSweg zurücklegt als dem Soll- wert entspricht, und diesen Messwegüberschu? kann man durch geeignete Abstimmung der Ersatzimpedanz so abgleichen, dass er genau gleich ist der Differenz der Durch laufwege bei fehlender und bei vorhandener Stromdämpfung bezw. auch Spannungsdämpfung der zu prüfenden Zähler.
Würde die Ersatzimpedanz genau gleich der Reihenimpedanz der Stromspulen der zu prüfenden ZÏhler gemacht, dann w rde der Prüfzähler auch zu Beginn der Prüfzeit mit seiner Soll- drehzahl laufen, und nach Beendigung der Prüfzeit, also nach dem Abschalten, würden die Anker der Prüfzähler und die Differenz zwischen den Auslaufwegen bei fehlender und vorhandener Strom-bezw. Spannungsdämpfung zu weit laufen und auch bei rieh- tiger Einstellung scheinbare Plusfehler zeigen.
Ein vereinfachtes Schaltbild für eine sol- che Messanordnung ist in Fig. 1 beispielsweise dargestellt.
Die Spannungsspulen 1 der Prüflinge liegen über den Teilschalter 2 an der Spannung U, an die auch die Spannungsspule 3 eines Leistungsmessers und die Spannungsspule 4 des Gleichlasteichzählers angeschlossen ist. Bei der praktischen Durch- führung der Schaltung sind meist zwischen der Spannungsspule 4 und der Spannung U noch Regeleinrichtungen, z. B. ein regelbarer Wandler oder Spannungsteiler eingeschaltet, durch dessen Einstellung der Eichzähler auf die jeweilige Konstante der zu prüfenden Zähler abgeglichen wird.
Die Stromspulen 5 der zu prüfenden ZÏhler sind ber den Teilschalter 6 und die Primärseite eines Stromwandlers 7 an die mit J bezeich- neten Klemmen angeschlossen, denen in bekannter Weise den einzelnen Belastungs- stufen der Zähler angepasste Strome zuge- f hrt werden. Die Stromspule 8 des Eioh- zählers liegt an der Sekundärseite des Wand- lers 7. Bei einem G1 1eichlasteichzähler ist der Wandler 7 regelbar und so einstellbar, da? bei den verschiedenen Lastströmen auf der Primärseite die Sekundärseite immer etwa den gleichen La, ststrom für den Eichzähler führt.
Solche regelbare Wandler sind bei Gleichlasteichzählern bekannt und sollen deshalb nicht näher erläutert werden. Mittels des Teilschalters 9 kann die Stromspule 8 des Eichzählers auf eine Ersatzimpedanz 10 geschaltet werden. Diese Ersatzimpedanz ist in dem oben angegebenen AusmaB kleiner als die Reihenimpedanz der Stromspulen 5. Die Teilschalter 2, 6, 9 sind miteinander gekup- pelt und werden von einem durch Impulse des Eichzählers fortgeschalteten Schritt- schaltwerk bei Beginn der Prüfzeit aus der gezeichneten Stellung in die gestriehelte Stellung umgelegt und am Ende der Prüfzeit wieder in die Ausgangsstellung zurückge- bracht.
Da die Stromspule 11 des Leistunhs- messers vor der Stromverzweigung der Stromspulen 5 der Ersatzimpedanz 10 liegt, zeigt der Leistungsmesser bei beiden, Stel lungen der Schalter 2, 6, 9 einen Ausschlag, und zwa. r ist der Ausschlag bei eingeschalte- ter Ersatzimpedanz 10 grösser als beim Ein sehalten der Stromspulen 5. Falls die Ersatzimpedanz regelbar ist, um z.
B. die Eich- und Prüfschaltung auf verschiedene Zählerzahlen einzustellen, wird die Ersatzimpedanz 10 stets so lange geregelt, bis die beiden AusschlÏge des Leistungsmessers 3,, 11 in einem bestimmten, beispielsweise aus einer Tabelle zu entnehmenden Verhältnis stehen.
Will man den Eiehzähler nicht auf eine Ersatzimpedanz schalten, dann kann man ihn auch ausserhalb der Pr fzeit auf eine andere Stromquelle umschalten, die ihn mit einem hoheren Strom als den Sollstrom versorgt, wie dies beispielsweise Fig. 2 zeigt, in der der Einfaehheit halber die Spannungskreise der Zähler weggelassen sind. Die Stromspulen 5 der zu prüfenden ZÏhler sind hier über einen einstellbaren Wandler 1. und über einen Relaisschalter 13 an die Klemmen J angeschlossen. Der Wandler 7 kann sekun- d rseitio durch ein Relais 14 berbr ckt werden.
Die Ersatzstromquelle f r den EichzÏhler besteht aus einem regelbaren Wandler oder Spannungsteiler 15, der ber den Wandler 16 mit der durch den Relaisschalter 17 berbr ckbaren Sekundärwicklung und die Stromspule 8 angeschlossen ist. Der Wandler 15 liegt über den Relaisschalter 18 an den Klemmen J. Vor Beginn der Prüf- zeit werden durch das vom Eichzähler gesteuerte Schrittschaltwerk, die Relaissehalter 14 und 18 geschlossen gehalten, während die Relaissehalter 13 und 17 offen sind. Die Stromspule 8 des EichzÏhlers liegt deshalb an dem als Hilfsstromquelle dienenden Wandler 15 und erhält von diesem einen grösseren Strom als dem Sollstrom bei der Eichung entspricht.
Der Anker des Eich- zÏhlers lÏuft also entsprechendschneller.
Bei Beginn der Prüfzeit werden die Schalter 1. 3 und 17 geschlossen und dafür die Schalter 14 und 18 geöffnet. Der Eichzahler wird dadurch auf den Stromkreis der Stromspulen 5 geschaltet und erhält jetzt den Sollstrom.
Der Bewegungsüberschuss des Eichzähler- ankers zu Beginn der Prüfzeit wirkt sich senau so aus wie bei Fig. 1 und hat zur Folge, da? die zu priifenden Zähler bei richtiger Einstellung nicht scheinbare Plusfehler zeigen.
Bei den Fig. 1 und 2 wird der Ausgleich der sonst durch die Differenz der Auslauf- wege bei fehlender und vorhandener Stromdämpfung bedingten Ablesefehler durch einen entsprechenden ¯berschu? an kine tischer Energie des Eichzählers zu Beginn der Priifzeit herbeigeführt. Man kann statt dessen auch den Ausgleich dadurch bewirken, da? man während der Prüfzeit dem Eichzähler einen etwas höheren Strom oder eine etwas höhere Spannung gibt als dem Solive. entspricht, oder da? man den zu prüfenden Zählern einen etwas geringeren Strom oder eine etwas geringere Spannung gibt als sie eigentlich erhalten sollten.
Man kann dies beispielsweise durch entsprechende Einstellung der bei solehen Eichschaltungen iibliehen einstellbaren Wandler, Spannungsteiler usw. erzielen.
Ein sehr einfacher Ausgleich ist aber noch dadurch durchführbar, dass man die Einsehaltzeit der zu pr fenden ZÏhler etwas gegenüber der Prüfzeit des Eichzählers verk rzt, indem man z. B. die Einschaltrelais oder Schütze für die zu pritfenden Zähler mit einer gewissen Verzögerung einschalten, aber unverzögert aussehalten lässt. So kann man z. B. in Fig. I die Ersatzimpedanz 10 der Reihenimpedanz der Stromspulen5 g wenn man die Schütze oder Relais, die die Sebalter 2, X, 9 umlegen, mit einer entsprechenden Verzögerung beim Umlegen von der stark ausgezogenen in die gestrichelt dargestellte Lage arbeiten lÏ?t indem man z.
B. auf den Magnetkern der Relais KxirzschluBwicklungen aufbringt, die aber bei dem Abschalten der zu prüfenden Zähler unterbrochen oder entfernt werden.
Doch kann die verzögerte Einschaltung auch durch zwischengeschaltete Zeitrelais erzielt werden.
Der richtige Ausgleich lässt sich in all diesen Fällen in einfacher Weise dadurch einstellen, daB man z. B. den Fehler eines der zu prüfenden Zähler bei einer mittleren Belastung durch Kurzzeitmessung sowie durch Messung mit der früher iiblichen lÏngeren MeBzeit (etwa der zehnfachen der Kurzzeitmessung) bestimmt und die Ersatzimpedanz 10 (Fig. 1) den Wandler 15 (Fig. 2) oder das zwischen SchriAbschaltwerk und der Einschaltvorrichtung der zu pr fenden Zähler liegende Zeitwert so lange ver- stellt, bis der Fehler der Prüflinge bei beiden Messzeiten gleich ist. Nach dieser einmaligen Einstellung können die Zähler der gleichen Gattung rasch und zuverlässig serienweise geprüft und geeicht werden.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass in sehr kurzer Zeit grosse Mengen von ZÏhlern in einfachster Weise gepr ft und geeicht werden können, namentlich dann, wenn auf den Scheiben der zu prüfenden ZÏhler Fehlerprozentskalen angebracht sind, weil dann ohne Zuhilfenahme eines Massstabes am Ende der Prüfzeit die Fehler der einzelnen Zähler unmittelbar abgelesen werden können.
Da der Eichzähler selbsttätig immer im richtigen Zeitpunkt die zu prüfenden Zähler ein-und ausschaltet und ein Auswandern der Anker der zu prüfenden Zähler nach der Nulleinstellung und nach Erreichung der Endstellung nicht möglich ist, ist eine grosse MeBsicherheit gewahrleistet.