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Störungsmelder, insbesondere für Drehstromzähler, -wattmeter und andere
Drehstromapparate. Eine Störung in einer Drehstrommeßeinrichtung, beispielsweise
das Durchbrennen einer der drei Sicherungen vor der Oberspannungswicklung des Spannungswandlers
eines Drehstromzählers oder -wattmeters bleibt leicht unbemerkt, weil eine solche
Störung im allgemeinen nur eines der mehrfach vorhandenen Triebsysteme berührt,
das andere oder die anderen aber gar nicht oder nur wenig in Mitleidenschaft zieht,
mit der Folge, daB der Zähleranker weiterlaufen, ein Zeigergerät weiter einen Ausschlag
zeigen und so den Eindruck vortäuschen kann, als wäre die Einrichtung in Ordnung.
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Bei Zählern sind solche Störungen besonders lästig; denn da nach den
Zählerangaben die elektrische Energie verrechnet wird, so kann großer Geldverlust
und Anlaß zu Streit entstehen, wenn ein falscher Gang des Zählers längere Zeit unbemerkt
bleibt.
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Um solchen Unzuträglichkeiten vorzubeu;en, hat man die Anwendung besonderer
Vorrichtungen vorgeschlagen, die durch ein hörbares oder sichtbares Zeichen den
Eintritt einer Störung melden. Solche Störungsmelder sind in verschiedenen Formen
bekannt. Nach einem Vorschlag (Patent 352352) wird zu den Spannungsklemmen des Drehstromzählers
eine aus einem Spannungsmesser oder -relais und zwei verschieden großen Vorschaltwiderständen
in Sternschaltung gebildete Vorrichtung parallel geschaltet. Nach einem anderen
Vorschlag (Patent 293272) wird bei einem Drehstromzähler mit Zweiwattmeterschaltung
den beiden Spannungsspulen des Zählers je eine Glühlampe mit durch einen Vorschaltwiderstand
besonders eingestellter Glühfadenbelastung parallel geschaltet. Nach einem dritten
Vorschlag (Patent 276o35) werden mit den Spannungsspulen des Drehstromzählers Relaiswicklungen
in Reihe geschaltet, die auf einen gemeinsamen Relaisanker einwirken.
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Diesen bekannten Störungsmeldern haften noch gewisse Nachteile an:
Der erste und zweite meldet zwar, wenn eine Sicherung vor dem Spannungswandler durchbrennt;
er meldet auch welche Sicherung durchgebrannt ist; er meldet aber nicht, wenn eine
der Spannungsspulen des Zählers durchbrennt. Der dritte meldet zwar das Durchbrennen
von Sicherungen und Zählerspulen, er meldet aber nicht, welche Sicherung oder Zählerspule
durchgebrannt ist.
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Der Störungsmelder, der den Gegenstand der Erfindung bildet, ist insbesondere
für Drehstromzähler, -wattmeter und andere Drehstromapparate mit Zweiwattmeterschaltung,
beispielsweise Auslösewerke von Schaltapparaten bestimmt. Er ist so gebaut, daß
er meldet, wenn eine der drei Sicherungen oder eine der zwei Spannungsspulen des
Apparates durchbrennt, und daß er für jeden dieser fünf Teile der Einrichtung ein
anderes Zeichen gibt.
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Das Schaltbild des neuen Störungsmelders wird durch die Abb. r der
Zeichnung veranschaulicht. Die Abb. 2 bis :4 zeigen beispielsweise den Aufbau des
Gerätes, und zwar gibt Abb. 2 eine Stirnansicht des Gerätes mit teilweise weggebrochener
Vorderwand, Abb. 3 eine Stirnansicht, Abb. .1 eine Seitenansicht der verwendeten
Relais. In den Abb. 5 bis it sind die verschiedenen optischen Zeichen dargestellt,
die der Störungsmelder gibt.
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In Abb. r sind Z und 2 die Oberspannungswicklungen, und 4. die Unterspannungswicklungen
eines Spannungswandlers in V-Schaltung. Der Wandler ist auf der Oberspannungsseite
mit den Leitungen des Drehstromnetzes verbunden, die üblichen Zeichen R, S, T für
diese Leitungen
sind in der Abbildung für die Sicherungen in den
Verbindungsleitungen verwendet.
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5 und 6 sind die beiden Spannungswicklungen, beispielsweise eines
Zählers in Zweiwattmeterschaltung.
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Der Störungsmelder umfaßt die von dem gestrichelten Rechteck G eingeschlossenen
Teile. Es sind drei Ruhestromrelais v, s, t vorhanden. Jedes hat einen die Wicklung
tragenden Eisenkern 7 und einen Anker 8 mit Zeigerscheibe g, der unter dem Einfluß
einer Abreißfeder io steht. Jedem Relais ist ein vom Relaisanker 8 mittels eines
Ansatzes ii aus Isoliermaterial zu schließender Schalter zugeordnet. Die Kontaktfedern
12, 13 jedes Schalters sind in einem Stück Isoliermaterial 1q. befestigt;
die drei Schalter liegen parallel zueinander zwischen den Klemmen 15, 16, an die
außerhalb des Störungsmelders eine Stromquelle 17 und eine Klingel 18 oder eine
Signallampe angeschlossen wird.
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Die Verbindungsleitungen ig, 2o, 2i zwischen den Unterspannungswicklungen
3, q. des Spannungswandlers und den Spannungsspulen 5, 6 des Zählers sind durch
den Störungsmelder hindurchgeführt. 22, 23, 2¢ sind die Eintrittsklemmen, 25, 26,
27 die Austrittsklemmen. Die Erregerwicklung 28 des Relais Y ist in die Verbindungsleitung
ig, die Erregerwicklung 2g des Relais t ist in die Verbindungsleitung 21 eingeschaltet.
Die erste liegt darum in Reihe mit der Spannungsspule 5, die zweite in Reihe mit
der Spannungsspule 6. Das Relais s hat zwei Wicklungen 30 und 31. 32 ist
ein Vorschaltwiderstand der Wicklung 30, 33 ein Vorschaltwiderstand der Wicklung
31. Die beiden Wicklungen mit ihren Vorschaltwiderständen sind in Zweiwattmeterschaltung
von den Verbindungsleitungen ig, 20, 21 vor den Erregerwicklungen 28, 29 der Relais
r und t abgezweigt. Die Wicklungen 30 und 31 haben gleiche Windungszahl;
sie sind gegeneinander geschaltet, d. h. ihre magnetomotorischen Kräfte heben einander
auf, wenn ein Gleichstrom in der Richtung von der Verbindungsleitung ig zur Verbindungsleitung
2i durch die beiden Wicklungen und ihre Vorschaltwiderstände geleitet wird.
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Die Anker 8 der Relais sind in ihren Haftlagen gezeichnet, die sie
einnehmen, wenn die Relais voll erregt sind. Die Relais r und t und
ihre Schalter sind so ausgefühi t und gegeneinander angeordnet, daß der Relaisanker
unter dem Einfluß der Abreißfeder den Schalter schon schließt, wenn die Erregerstromstärke
auf einen Teil der normalen, beispielsweise etwa die Hälfte, herabgeht. Die Abreißfeder
ist bei diesem Relais so eingestellt und die Schalterfedern sind so nachgiebig gemacht,
daß beim völligen Ausbleiben der Erregung der Relaisanker durch die Abreißfeder
unter Mitnahme der Schalterfedern um einen beträchtlichen Winkel über seine Schalterschließlage
hinaus in seine Endlage geführt wird, die in der Abbildung durch die gestrichelt
gezeichnete Zeigerscheibe g' angedeutet ist.
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Das Relais s ist so eingestellt, daß seine Zeigerscheibe zum Vorschein
kommt, wenn eine der beiden Erregerwicklungen stromlos wird. Der Schalter dieses
Relais kann so angeordnet sein, daß er zugleich mit dem Erscheinen der Zeigerscheibe
oder erst beim völligen Ausbleiben der Erregung geschlossen wird.
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Der Störungsmelder wirkt in folgender Weise Wenn die ganze Meßeinrichtung
in Ordnung ist, befinden sich alle Relaisanker in ihrer gezeichneten Haftlage, alle
Zeigerscheiben sind verdeckt, alle Schalter sind offen, die Klingel 18 ruht.
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Brennt nun.die Sicherung R durch, so wird v und die Wicklung
30 von s stromlos. Der Schalter bei v, unter Umständen auch der Schalter
bei s, wird geschlossen, die Klingel ertönt. Gleichzeitig kommen die Zeigerscheiben
von r und s zum Vorschein. Sind die Zeigerscheiben schwarz und erscheinen sie auf
hellem Grunde, so bietet der Störungsmelder den in Abb. 5 dargestellten Anblick.
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Brennt dagegen die Sicherung T durch, so wird t und die Wicklung 31
von s stromlos. Die Klingel ertönt und gleichzeitig kommen die Zeigerscheiben von
s und t zum Vorschein. Der Störungsmelder bietet den in Abb. 6 dargestellten Anblick.
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Brennt die Sicherung S durch, so wird s stromlos, bei y und
t geht die Erregung auf die Hälfte herab. Nun werden alle dreiSchalter geschlossen.
Die Klingel spricht an, die Zeigerscheibe von s kommt zum Vorschein. Der Störungsmelder
bietet den in Abb. 7 dargestellten Anblick.
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Brennt die Spannungsspule 5 durch, so wird nur y stromlos. Die Klingel
spricht an und die Zeigerscheibe von v erscheint. Der Störungsmelder bietet den
inAbb. 8 dargestellten Anblick.
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Brennt die Spannungsspule 6 durch, so wird nur t stromlos. Die Klingel
spricht an, die Zeigerscheibe von t erscheint, der Störungsmelder bietet den Anblick
wie in Abb. g.
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Wenn beide Spannungsspulen oder mehrere Sicherungen durchbrennen,
so bietet der Störungsmelder den Anblick von Abb. io bzw. Abb. ii.
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In jedem Falle einer Störung wird also der Wärter durch das Klingelzeichen
oder das Aufleuchten der Signallampe darauf aufmerksam gemacht, daß eine Störung
eingetreten ist. Ein Blick auf den Störungsmelder zeigt ihm dann sogleich auch den
Ort der Störung. Der Zeitaufwand für die Behebung einer Störung wird dadurch sehr
verringert. Nur im Falle der Abb. ii ist das Zeichen nicht eindeutig; denn es ist
nicht einem bestimmten Paar von Sicherungen zugeordnet, außerdem stellt sich dasselbe
Zeichen ein, wenn die beiden Spannungsspulen und
die Sicherung S,
oder die Spannungsspule 5 und die Sicherung T, oder die Spannungsspule 6 und die
Sicherung R gleichzeitig durchbrennen. Aber auch in diesen seltener vorkommenden
Fällen erleichtert der Störungsmelder das Auffinden der Störungsorte mit Hilfe von
Überbrückungswiderständen für die Spannungsspulen und die Sicherungen.
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Der Aufbau des Störungsmelders, der beispielsweise in Abb. a dargestellt
ist, kennzeichnet sich in der Hauptsache durch die Anordnung der drei Relais r,
s, t auf einer Metallplatte 3.4, die auf Säulen 35 (Abb. .l) vom Boden 36 des Gehäuses
G getragen wird. Das Gehäuse hat einen in der Abbildung zum größten Teil fortgelassenen
Deckel D mit drei Schauöffnungen 37
für die Zeigerscheiben 9 der Relais.
Die Klemmen sind in der Abbildung der Übersichtlichkeit halber in einer Reihe nebeneinander
dargestellt. Bei der praktischen Ausführung können sie aber anders geordnet auch
in mehreren Reihen übereinander angeordnet werden. Die Widerstandsrollen 32, 33
sind in der Abbildung neben den Relais auf die Platte 34 gesetzt. Bei der praktischen
Ausführung können sie auch an anderer Stelle, beispielsweise oben am Boden des Gehäuses
angeordnet sein.
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Das verwendete Relais, durch Abb. 3 und q. veranschaulicht, ist in
der Hauptsache von bekanntem Aufbau. Der Eisenkern 7, der das Spulengehäuse 38 mit
der Wicklung trägt, ist zwischen den Schenkeln eines Bügels 39 aus unmagnetischem
Metall gelagert; mit einem der Schenkel dieses Bügels wird das Relais an der Platte
34 befestigt. Der eiserne Relaisanker 8 hat die Gestalt eines Bügels; mit den freien
Enden seiner Schenkel taucht er in Schlitze 40, 41 des Eisenkernes 7 ein. Er schwingt
zwischen Anschlägen 49, 50 um eine Achse 42, die in den Schenkeln des Bügels
39 gelagert ist.
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Der Rücken des Bügels 39 hat seiner ganzen Länge nach einen Schlitz
.I3. Durch diesen Schlitz ragen die beiden rechtwinkelig aufgebogenen Lappen .14.
und 45 eines mit dem Rücken des Ankerbügels 8 vernieteten Bleches :I6 heraus. Der
Lappen .L1 trägt den Stößer ii für den Schalter, der Lappen .15 bildet den Arm der
Zeigerscheibe 9. Am Rücken des Ankerbügels 8 ist noch eine Schraubenspindel 4.7
befestigt, ihre Mutter .I8 bildet das verstellbare Abreißgewicht für den Anker.
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Der Isolator 1q., der die Kontaktfedern 12, 13 trägt, ist auf einer
Seite des Rückens des Bügels 39 so befestigt, daß die freien Enden der Kontaktfedern
sich im Angriffsbereich des Stößers ii befinden.
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Die Abb. 5 bis ii, die man Störungsbilder nennen kann, gelten mit
den oben angegebenen Bedeutungen nur für den Fall, daß die Relais so angeordnet
sind, wie in Abb. 2, also daß s in der Mitte, r links und t rechts sitzt. `'erden
die Relais anders angeordnet, so ändern die Störungsbilder im allgemenien ihre Bedeutung.
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Der Schalter beim Relais s könnte fortgelassen werden, weil in den
Fällen, in denen er geschlossen wird, immer auch wenigstens einer der Schalter bei
den Relais r und t geschlossen wird. Es ist aber doch zweckmäßig,
den Schalter bei s anzuordnen, weil er eine Sicherheit bietet gegen etwaiges Versagen
der Schalter bei r und t
im Falle des Durchbrennens der Sicherung S.
Es ist auch möglich, die Relais r und t und ihre Schalter so einzustellen,
daß erst beim völligen Ausbleiben der Erregung, also zugleich mit dem Erscheinen
der Zeigerscheiben die Schalter geschlossen werden. In diesem Falle darf der Schalter
bei s nicht fehlen.
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Es ist noch zu bemerken, daß der Störungsmelder zwar vornehmlich für
Drehstromapparate mit Zweiwattmeterschaltung bestimmt ist, daß er aber unter Umständen
auch für Drehstromapparate anderer Art mit Vorteil wird benutzt werden können.
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An Stelle oder neben der Signalvorrichtung kann in den Signalstromkreis
eine mit einem Uhrwerk verbundene Vorrichtung eingeschalte werden, die den Zeitpunkt
des Eintrittes einer Störung oder die Dauer der Störung vermerkt.