DE2425080A1 - Einrichtung zum messen und weiterverarbeiten eines differenzstromes - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Messen und Weiterverarbeiten eines Differenzstromes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen und Weiterverarbeiten eines Dii'ferenzstromes mittels eines Summenstromwandlers.
• Bei derartigen Einrichtungen ist eine Universalität erforderlich die es ermöglicht, einen Difforenzstrorn gleich welcher Art mittels eines Summenstromwandlers zu messen und weiter zu verarbeiten, ohne daß dadurch Ungenauigkeiten in bezug auf Ansprechempfindlichkeit und eine funktionell ungünstige Bauform in Kauf genommen werden müssen. Die Einrichtung soll trotz der erforderten Genauigkeit wenig aufwendig in der Anwendung von einzelnen Funktionselementen sein, so daß diese in einem kompakten Modul vereinugt und für ein großes Anwendungsspektrum einsetzbar sind. Aus diesen Gründen müssen die den Summenstromwandler bildenden Funktionselemente so beschaffen sein, daß diese beispielsweise bei einem langzeitig anstehenden Differonzstrom keine Sättigungserscheinungen zeigen, d.h., jeglich nachteilige Beeinflussung der Einrichtung muß von vornherein ausgeschlossen sein, da nur dadurch die Gew eines ausreichenden Schutzes für das zur Anwendung kommende Gerät gegeben ist.
• Es ist allg. ein Differenzstromwandler der eingangs genannten Art von kleiner Abmessung bekannt, durch dessen zwei Kerne die Primärleiter einfach hindurchgeführt sind. Gleichzeitig werden die zum Verbraucher führenden Phasen des Differenzstromwandlers zur Vormagnetisierung herangezogen, indem auf jeden Kern jeweils eine unabhängige Vormagnetisierungsspule mit gegensinnit gem Verlauf der Wickelrichtung angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die beiden Flüsse in den Kernen entgegengesetzt gerichtet sind und so verhindert, daß bei einem beispielsweise langanhaltenden Gleichstromfehler der jeweilige Kern in die Sättigung getrieben wird.
• Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht jedoch darin, daß die Netzfrequenz sich aüf den Meßkreis des Differenz stromwandlers überträgt und diesen eventuell zu einer Falschaussage veranlaßt. Daran ändert auch die richtige Werkstoffauswahl des Kerns nichts, dessen Gütewert bekanntlich aus dem Quotienten (Br/Bmax) der Remanenzinduktion (Br) und der maximalen Induktion (Bmax) gebildet wird und eine Funktion der magnetischen Feldstärke ist; dieser Quotient soll möglichst nahe bei 1 die gen. Aus den zuvor genannten Gründen soll das Maximum des Quotienten bei einer möglichst kleinen Feldstärke erreicht werden, damit bei einer geringen Windungszahl und kleinstmöglicher Bauform optimale Ergebnisse und Betrieb'C3bedingun£!en in bezug auf die Ansprechempfindlichkeit erzielbar sind.
• Einen derartigen Differenzstromwandler kann man zwar zur Summenstrombildung in Fehlstromschutzschaltern zur Erfassung von Gleich- und Wechselfehlerströmen einsetzen, jedoch nicht zur Referenzbildung.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, den MeB- und Referenstrom zur Summenstrombildung heranzuziehen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Summenstromwandler 2n elektromagnetisch gegensinnig geschaltete Primärwicklungen angeordnet sind, welche von Strömen verschiedener, voneinander unabhängiger Stromkreise beaufscblagbar sind, die insbesondere zum Messen und zur Referenzbildung dienen derart, daß bei Summenstrombildung einzelner und/oder aller 2n Wicklungen an einer Sekundärwicklung eine Spannung induziert wird.
• Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Verbesserungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Die mit der Erfindung erzielten überraschenden Vorteile bestehen darin, daß Schutz- und Sicherungsmaßnahmen sowie Regelvorgänge mit einem einzigen Summenstromwandler bei nur in geringen, jedoch zulässigen Grenzen schwankender Ansprechempfind lichkeit durchführbar sind.
• es ist sichergestellt, daß die Amperwindungszahlen des Neßstromes und des Referenzstromes in einem bestimmten Verhältnis stehen(Aw1 = Aw2). Be Veränderung des Referenzstromes tritt eine Veränderung des Verhältnisses zwischen Meß- und Referenzstrom ein.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Äusführungsbeispiels näher erläutert, die eine erfindungsgemäße Einrichtung in perspektivischer Darstellung zeigt.
• Sin aus einem Kern 1 bestehender Summenstromwandler la weist eine Sekundärwicklurig 2 auf, an deren beiden Anschlüssen 2a,2b ein in seinem Aufbau bekannter Halbleiterverstärker 3 angeschaltet ist. Selbstverständlich kann statt des Halbleiterverstärkers 3 auh jeder andere bekannte Verstärker oder-gleichwirkende Funktionseinheit verwendet werden. Primärseitig sind durch den Kern 1 2n elektromagnetisch gegensinnig geschaltete Leiter 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b geführt. Werden nun die Leiter 5a bis 8b, die ihrerseits als Primärwicklungen fungieren, in entgegengesetztem Sinn von Strömen verschiedener, voneinander unabhängiger Stromkreise durchflossen, so ist die resultierende Durchflutung in der Sekundärwicklllng des Summenstromwandlers gleich der Differenz der Teildurchflutungen. Bei gleichen Beträgen der Teildurchflutung in den Primärwicklungen wird in der Sekundärwicklung 2 keine Spannung induziert, wodurch der Verstärker 3 ebenfalls im Ruhezustand verharrt.
• Das Anwendungsgebiet einer derartig beschriebenen Einrichtung zum Messen mad Weiterverarbeiten eines Differenzstromes ist sehr vielseitig und stellt eine umfassende Bereicherung der Elektrotechnik dar. Beispielsweise eignet sie sich hervorragend zur Überwachung der Temperatur und eventueller BerUhrungsspannungen von Elektrowärmegeräten.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Messen und Weiterverarbeiten eines Differenzstromes mittels eines Summenstromwandlers, der mindestens ein vom Netzstrom durchflossenes Priinärwicklungspaar aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Summenstromwandler zusätzlich 2n elektromagnetisch gegensinnig geschaltete Primärwicklungen angeordnet sind, welche von Strömen verschiedener, voneinander unabhängiger Stromkreise beaufschlagbar sind, die insbesondere zum Messen und zur Referenzbildung dienen, derart, daß bei Summenstrombildung einzelner undoder aller 2n-Wicklungen an einer Sekundärwicklung eine Spannung induziert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den zusätzlichen Primärwicklungen -oließende Strom ein Wechselstrom ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den zusätzlichen Primärwicklungen fließende Strom ein Gleichstrom ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den zusätzlichen Primärwicklungen fließende Strom ein Gleich- und Wechselstrom ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenstromwandler mit den Primärwicklungen in einem Gießharzmodul integriert ist.