DE849194C - Ansprech-Zaehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ansprech-Zähler für Überspannungen auf langen Freileitungen infolge atmosphärischer Einflüsse oder Schaltvorgänge mit dem Zweck, die Beanspruchungen der Überspannungsableiter zahlenmäßig festzulegen unter Berücksichtigung der approximativen Stärke des abgeleiteten Stromes.

Die Zählung der auftretenden Überspannungen stellt eine erhebliche Anforderung an eine Zähleinrichtung, weil es sich bei den Ableitströmen der Überschläge um Stromstöße sehr kurzer Dauer, d. h. von io—⁵ bis io~² Sekunden handelt.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden, welche eine solche Zählung vorzunehmen gestatten und auf magnetischer, elektrodynamischer, thermischer oder chemischer Wirkung des abgeleiteten Stromes beruhen. Insbesondere ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der ein Bruchteil des durch den Ableiterwiderstand fließenden Ableiterstromes über einen Heizwiderstand geleitet wird, welcher sich in einem mit Gas gefüllten Gefäß befindet, wodurch eine das Gefäß abschließende Membran unter dem Einfluß der auftretenden Erwärmung bewegt wird und eine Zählvorrichtung betätigt. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß sie über die Stärke der abgeleiteten Stromstöße keine Rückschlüsse zuläßt. Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung eine Weiterentwicklung einer solchen Einrichtung und zeichnet sich dadurch aus, daß für die Zählung und Messung von Stromimpulsen kurzer Dauer (millionstel bis hundertstel Sekunden) verschiedene unter einer Federspannung stehende Zählwerke vorgesehen sind, welche der Reihe nach durch zu-

gehörige, in Abhängigkeit des Hubes eines Membrankolbens bewegte Hebel ausgelöst werden. Vorzugsweise ist außerdem noch ein weiteres Zählwerk vorgesehen, welches die Zählung eines nachfließenden NetzstTomes (Nachstrom) vornimmt.

Die Erfindung soll an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel wiedergibt. Darin bedeutet ι ein Gefäß, welches oben durch eine Membran 2 und unten durch eine Isolierscheibe 3 abgeschlossen ist. Durch die Isolierscheibe 3 führen zwei Stromzuführungen 4 und 5 zu einem Heizdraht 6, welcher auf zwei Rähmchen 7 und 8 aus Isoliermaterial aufgespannt ist.

Die Membran 2 ist durch zwei Preßplatten 9 und 10 mit einer Druckübertragungsscheibe 11 verbunden. Die obere Preßplatte 10 dient zugleich als Stützpunkt für einen Membrankolben 12. Ein Deckel 14 dient zum Einspannen und zum Schutz der Membran 2 und gleichzeitig als Führungslager für den Membrankolben 12.

Die Bewegung des Membrankolbens 12 wird über eine Einstellschraube 15 auf einen ersten Auslösehebel 16 übertragen, welcher um eine Achse 17 drehbar gelagert ist und durch eine einstellbare Feder 18 gegen einen Anschlag 19 gehalten wird. Das freie Ende des Auslösehebels 16 ist gegabelt, und jeder Gabelteil ist mit einem Steuerstift 20 bzw. 21 für einen Auslöseflügel 22 versehen. Durch einen am Auslösehebel 16 befestigten Kupplungsstift 23, welcher in einem durch eine Platte 241 in seiner Länge einstellbaren Langloch einer Lasche 24 gleitet, kann die Bewegung des Auslösehebels 16 auf einen zweiten Auslösehebel 25 übertragen werden, welcher auf einer Achse 26 befestigt ist und durch eine einstellbare Feder 27 gegen einen Anschlag 28 gehalten wird. Das freie Ende des Auslösehebels 25 ist gegabelt, und jeder Gabelteil ist mit einem Steuerstift 29 bzw. 30 für einen Auslöseflügel 31 versehen.

Die Drehbewegung der Achse 26 wird auf einen auf i'hr einstellbaren und mit einem Stift 32 versehenen Hebel 33 übertragen. Nach Zurücklegung eines vorgegebenen Drehwinkels tritt der Stift 32 in Wirkverbindung mit einem Fortsatz 34 eines dritten Auslösehebels 35, welcher auf der Achse 26 lose gelagert ist und durch eine einstellbare Feder 36 gegen einen Anschlag 37 gehalten wird. Das freie Ende des Auslösehebels 35 ist wiederum gegabelt, und jeder Gabelteil ist mit einem Steuerstift 38 bzw. 39 für einen Auslöseflügel 40 versehen. Außer den bereits angeführten Auslöseflügeln 22, 31 und 40 ist noch ein weiterer Auslöseflügel 41 vorgesehen, der durch einen Steuerstift 42, welcher an einem Anker 43 eines Auslöserelais 44 angebracht ist, gesteuert wird. Dabei wird der Anker in der Ruhelage durch eine Feder 45 vom Relaispolschuh abgehoben gehalten, so daß der Steuerstift 42 in der Bahn des Auslöseflügels 41 liegt. Alle Auslöseflügel stehen unter der Wirkung einer in einem Federhaus 46untergebrachten Spiralfeder. Die Übertragung der Federkraft auf die Auslöseflügel erfolgt über Differentialgetriebe D₁, D₂ und D₃ derart, daß jeder Auslöseflügel sich unabhängig von den anderen drehen kann. Beispielsweise kann die Federkraft, wenn der Auslösehebel 31 durch den Steuerstift 29 freigegeben worden ist, über das Federhaus 46 und ein Zahnrad 47 auf ein Planetenrad 48 des Differentialgetriebes D₁ und von hier über Zählräder 49 und 50 auf ein Planetenrad 51 des Differentialgetriebes D₂ übertragen werden, wodurch ein Sonnenrad 53 gedreht wird, da es nicht mehr durch den Auslöseflügel 31 arretiert ist, während ein anderes Sonnenrad 52 stillsteht, solange es durch den entsprechenden Auslöseflügel 40 nicht freigegeben wird.

Die Drehungen der Auslöseflügelachsen werden über Zahnräderpaare 54, 55, 56 und 57 jeweils auf die entsprechenden Zählwerke I, II, III und IV übertragen und zur Anzeige gebracht.

Der Stand des Federaufzuges wird durch eine Wandermutter 58 durch eine unter der Wirkung einer Feder 59 stehende Hebelanordnung 60, 61 auf einer Skala 62 angezeigt.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die folgende:

Durch den zu messenden Stromstoß wird im Gefäß ι der Heizfaden 6 je nach der Stärke und Dauer des Stoßes mehr oder weniger erwärmt. Diese Erwärmung überträgt sich auf die innerhalb des Gefäßes 1 befindliche Luft, so daß dieselbe sich auszudehnen beginnt. Dadurch wird auf die Membran 2 ein Druck ausgeübt, so daß sie sich nach oben verschiebt und den Membrankolben 12 mitnimmt. Die Bewegung des Membrankolbens 12 überträgt sich über die Einstellschraube 15 auf den Auslösehebel 16, welcher entgegen der Feder 18 nach oben gedreht wird und, nach Zurücklegung eines gewissen Weges, den Steuerstift 20 aus der Bahn des Auslöseflügels 22 herausdreht. Der Auslöseflügel 22, welcher über die beiden Differentialgetriebe D₁ und D₃ unter der Wirkung der Spiralfeder im Federhaus 46 steht, beginnt sofort sich zu drehen, kann aber nur eine Drehung von i8o° ausführen, weil die Anordnung so getroffen ist, daß der Steuerstift 21 bereits innerhalb der Bahn des Auslöseflügels 22 liegt, wenn der Steuerstift 20 denselben freigibt. Die Drehbewegung des Auslöseflügels 22 wird über das Zahnräderpaar 54 auf das Zählwerk I übertragen und schaltet dasselbe jeweils um· eine Ziffer weiter.

Ist der Hub des Membrankolbens 12 so groß, daß der Kupplungsstift 23 nach Zurücklegung der freien Strecke gegen den einstellbaren Anschlag 241 drückt, so wird die Bewegung über den Hebel 24 auch noch auf den Auslösehebel 25 übertragen, wodurch der Steuerstift 29 den Auslöseflügel 31 für eine halbe Drehung freigibt. Die Drehbewegung des Auslöseflügels 31 wird über das Zahnräderpaar 55 auf das Zählwerk II übertragen und schaltet dasselbe jeweils um eine Ziffer weiter.

Bei genügend großem Hub überträgt sich die Drehbewegung des Auslösehebels 25 über die mit ihm fest verbundene Achse 26 mittels des Hebels 33 und des Stiftes 32 auf den Auslösehebel 35, indem nach Aufhebung des Spieles zwischen 32 und 34 der

■ Stift 32 gegen den Fortsatz 34 des Auslösehebels 35 stößt und diesen entgegen dem Zug der einstellbaren,.'Feder 36 mitnimmt. Dadurch kann der Steuerstift 38 auch noch den Auslöseflügel 40 freigeben, dessen Drehbewegung sich über das Zahnräderpaar 56 auf das Zählwerk III überträgt und dasselbe ebenfalls um eine Ziffer weiterschaltet.

Das Auslöserelais 44 wird seinerseits nur betätigt, wenn nach Abklingen eines Überspannungs-Stromstoßes noch ein Netznachstrom nachfließt. In diesem Fall wird dieses Relais so weit erregt, daß es seinen Anker 43 anzieht, wodurch der Steuerstift 42 den Auslöseflügel 41 freigibt. Auch hier sind die Verhältnisse so getroffen, daß der Auslöseflügel 41 jeweils nur eine Umdrehung von i8o° ausführen kann, welche über das Zahnräderpaar 57 auf das Zählwerk IV übertragen wird und dasselbe jeweils um eine Ziffer weiterschaltet.

Eine Frontplatte, wie man sie sich beim beschriel>enen Ausführungsbeispiel vorzustellen hat, weist demnach vier öffnungen für die Zählwerke I, II, III und IV und eine öffnung für den Federstandhebel 61 auf. Mit den Zählwerken I, II und HT werden Überspannungsstromstöße wachsender Stärke angezeigt, wobei das Zählwerk I die Stromstöße von kleinerer und das Zählwerk III diejenigen von größerer Stärke zählt, während das Zählwerk H die gleiche Aufgabe für Stromstöße von mittlerer Stärke erfüllt. Durch die Einstellbarkeit der Spiele zwischen dem Membrankolben und dem ersten Auslöseliebel und zwischen den verschiedenen Auslösehebeln hat man es in der Hand, die Stärke der zu zählenden Stromstöße beliebig zu wählen. Die Zählwerke I bis III geben daher nicht nur die Anzahl der aufgetretenen Stromstöße wieder, sondern lassen auch wertvolle Schlüsse auf die wirksam gewesene Stromstoßenergie zu.

Durch das Zählwerk IV wird unabhängig von den Zählwerken T bis III die Anzahl der Fälle registriert, in denen ein Netznachstrom geflossen ist.

Die ganze Einrichtung ist so geschaffen, daß die Membran nur die Fiewegung der äußerst leicht ausgeführten Auslösehebel übernehmen muß, während die verhältnismäßig viel Kraft erfordernde Fortschaltung der Zählwerke durch eine besondere Feder übernommen wird. Dadurch wird erreicht, daß zur Auslösung der Zählwerke bereits eine sehr geringe Kraft genügt.

Da jede Fortschaltung einer Zählwerkziffer nur einen sehr geringen Ablauf des Federhauses 46 zur Folge hat, genügt ein Aufzug der Spiralfeder ohne weiteres für mehrere Hunderte von Fortschaltungen, so daß au die Überwachung des vorbeschriebenen Ansprechzählers sehr geringe Anforderungen gestellt werden.

Es ist selbstverständlich, daß die Anzahl der Zählwerke nicht beschränkt ist. Es können ebensogut weniger oder mehr als drei Zähler zur Anwendung kommen.

Sowohl der Heizdraht 6 als auch die Wicklung des Auslöserelais 44 liegen parallel an einem spannungsabhängigen Widerstand, welcher in Reihe mit dem Überspannungsableiter liegt. Dieser spannungsabhängige Widerstand wurde in der Zeichnung nicht dargestellt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der Strom im Heizwiderstand 6 nicht verhältnisgleich mit dem Ableitstrom anwächst, sondern nur einen Höchstwert erreicht, welcher weit unterhalb dem Höchstwert des Ableitstromes liegt. Der spannungsabhängige Widerstand hat demnach eine abflachende Wirkung und bezweckt, den Heizwiderstand 6 vor einer Zerstörung bei hohen Ableitströmen zu bewahren.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Zählung und Messung von Stromimpulsen unter Verwendung eines Bruchteiles des durch einen Ableiterwiderstand fließenden Ableitstromes zur Erwärmung eines in einem mit Membran versehenen Gefäß enthaltenen Gases, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zählung und Messung von Stromimpulsen kurzer Dauer (millionstel bis hundertstel Sekunden) verschiedene unter einer Federspannung stehende Zählwerke vorgesehen sind, welche der Reihe nach durch zugehörige, in Abhängigkeit des Hubes eines Membrankolbens bewegte Hebel ausgelöst werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspannung noch auf ein weiteres Zählwerk wirkt, welches durch ein auf einen nachfließenden Netzstrom ansprechendes Relais ausgelöst wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Hubes des Membrankolbens auf den ersten Auslösehebel mittels einer Schraube einstellbar ist. too

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von Auslösehebel zu Auslösehebel ein bestimmtes, einstellbares Spiel vorhanden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspannung für die Betätigung der Zählwerke über Differentialgetriebe und Sperreinrichtungen den Zählwerken zugeteilt ist derart, daß die Zählwerke unabhängig voneinander antreibbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stand der Federspannung durch eine Hebeleinrichtung an einer besonderen Skala ablesbar ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtungen Auslöseflügel sind, die durch Stifte, welche an den von dem Membrankolben bewegten Hebeln sitzen, gesteuert werden.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1,3 und4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, auf den kleinsten Hub der Membran ansprechende Auslösehebel über eine Lasche mit einem zweiten Auslösehebel verbunden ist, wobei ein in der Lasche vorgesehenes Langloch für den Durch- i«5 tritt eines Kupplungsstiftes des ersten Auslöse-

hebeis durch eine an der Lasche verstellbare Platte veränderbar ist.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, auf einen mittleren Hub der Membran ansprechende Auslösehebel mit dem dritten, auf den größten Hub ansprechenden Hebel gleichachsig ist und der letztere Hebel durch ein einstellbares Winkelspiel mit dem auf den mittleren Membranhub ansprechenden Hebel in Wirkverbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

5341 9.