DE1050439B - Tem peraturwachter zur Überwachung elektrischer Gerate - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturwächter zur Überwachung elektrischer Geräte, insbesondere " für den Betrieb in explosionsgefährdeten Anlagen unter Verwendung eines in eine Brückenschaltung feingeschleiften, temperaturabhängigen¹ Meßwiderstäiidselementes als Meßfühler.

Derartige Temperatürwächter wurden 'bei elektrischen Geräten schon vielfältig angewandt. 'Die Wirkungsweise dieser Temperaturwächter, beruht darauf, daß eine Meßbrücke durch die Veränderung'des 'Widerstandswertes des Meßfühlers verstimmt .;oder abgeglichen wird und der in der Brückendiägbnale fließende Strom von einem Meß-, Regel- oder Schaltgerät erfaßt und zur entsprechenden Kommandogabe ausgenutzt wird. Bei diesem bekannten Temperatur-Wächter muß, wie bei allen Temperaturüberwachungsgeräten, die durch die elektrische Isolation bedingte Wärmeschranke berücksichtigt.werden. Js£jsJ^selb.stverständlichj ,daß ^an^ygrAUche^^rd^diesfi^Wafmeschranke.sp.kl.eiri^j.g.iiiQgUch.vzU'-'h-altenyi-daß sie aber praktisch nicht unendlich klein gemacht werden kann, daß also unter bestimmten Betriebsbedingungen Nacheilfehler auftreten, die, sofern der Temperaturanstieg im überwachten Gerät groß genug ist, meist so groß sind, daß das Gerät nicht in ausreichendem Maße überwacht und geschützt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg einzuschlagen, der es ermöglicht, unter Berücksichtigung der unumgänglichen Wärmeschranke die Möglichkeit zu schaffen, elektrischen Geräten auch bei extremsten Betriebsbedingungen einen Vollschutz zu gewähren. Erfindungsgemäß wird dies durch eine solche Bemessung des Brückenstromes und der Wärmeschranke zwischen Meßfühler und Gerät erreicht, daß die Aufheizgeschwindigkeit des Meßfühlers durch den Brückenstrom ohne Wärmeabgabe an die Umgebung gleich oder größer ist als die größte Aufheizgeschwindigkeit des zu überwachenden Gerätes und der durch den Brückensirom erzeugte Wärmeüberschuß über die Wärmeschranke an- das zu überwachende Gerät abgeführt wird. Besonders vorteilhaft ist es, den Brückenstrom nicht erst mit dem Arbeitsstrom des zu überwachenden Gerätes einzuschalten, sondern den Meßfühler durch den Brückenstrom be-

reits vorzuheizen.

Än~Hand der Zeichnung wird eine an sich bekannte Brückenschaltung erläutert sowie die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Temperaturwächters mit den bekannten Anordnungen verglichen.

Die Fig. 1 zeigt eine Brückensohaltung, bestehend

aus den Festwiderständen 1, 2 und 3 sowie aus der - Meßfühlerwicklung 4, die in das nicht gezeichnete zu überwachende Gerät eingebracht ist. Die Brücke wird aus einer als Batterie dargestellten Stromquelle 5 ein-Temperaturwächter zur Überwachung
elektrischer Geräte

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Josef Jörg, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

gespeist. In die Diagonale der Brücke ist ein Relais 6 eingesetzt, das über einen Kontakt 7 einen nicht näher dargestellten Steuer- oder Signalstromkreis betätigt.

25. Selbstverständlich kann an Stelle des Relais auch

' ^:'irgend' ein anderes Meß- oder Regelgerät eingesetzt sein. Die Meßfühlerwicklung 4 besteht aus einem temperaturabhängigen Widerstandsmaterial. Als Widerstandsmaterial können sowohl Heiß- als auch Kaltleiter vorgesehen werden. Das in der Brückendiagonale eingesetzte Relais 6 und die Abstimmung der Brücke kann so erfolgen, daß bei Temperaturanstieg die Brücke verstimmt und damit der Brückenstrom größer wird. Auch der umgekehrte Fall, daß durch Temperaturanstieg an der Meßfühlerwicklung die Brücke abgestimmt wird, ist möglich, er bietet sogar gewisse Vorteile, denn bei Ausfall der Speisespannung für die Brücke spricht dann das Relais an. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist nun die Brücke und speziell die Meßfühlerwicklung 4 so dimensioniert, daß die Meßfühlerwicklung durch den Brückenstrom schneller aufgeheizt werden kann, als der größte Temperaturanstieg im zu überwachenden Gerät. Erreicht wird dies im wesentlichen durch eine kleine Wärmekapazität der Meßfühlerwicklung. Hat nun die Meßfühlerwicklung einen guten Wärmekontakt mit der Wicklung des zu überwachenden Gerätes, so wird der durch den Brückenstrom erzeugte Wärmeanfall ständig über die Wärmeschranke an die Wicklung des zu überwachenden Gerätes abgeführt. Da die - Wärmekapazität der Meßfühlerwicklung klein gehalten ist, wird durch die Vorheizung der Meßfühlerwicklung praktisch keine Erwärmung des zu überwachenden Gerätes bewirkt.

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An Hand des in Fig. 2 gezeigten Diagramms wird die Wirkungsweise des · erfindungsgemäßen Temperaturwächters gegenüber der bekannten Ausführungsform erläutert.

Auf der Abszisse ist die Zeit t in Sekunden und auf der Ordinate die Temperatur T in Grad—Celsius aufgetragen. Die eingetragenen Zahlenwerte sind nur Beispielsangaben, sie haben keinen Richtcharakter. Die ausgezogen gezeichnete Kurve 8 zeigt den Temperaturanstieg in der Wicklung des zu überwachenden Gerätes. Die gestrichelte Kurve 9 zeigt den entsprechenden Temperaturanstieg an. der Meßfühlerwicklung 4. und die strichpunktierte. Kurve 10 den Temperaturanstieg bei einer Meßfühlerwicklung vorbekannter Bauart.

Es sei angenommen, daß die Meßfühlerwicklung 4 bei; der erfinduhgsgemäßen Ausführungsfofm vorgeheizt ist, so daß sie also gegenüber der Wicklung des zu überwachenden Gerätes auf Grund der Wärmeschranke eine etwas- höhere Temperatur hat. Wird nun das zu überwachende Gerät eingeschaltet, so steigt die Temperatur entsprechend der Kurve 8 an. Mit einer gewissen Verzögerung wird auch die Temperatur in der vorbeheizten Meßfühlerwicklung 4 ansteigen, und zwar nahezu proportional dem Temperaturanstieg in der Wicklung" des zu überwachenden Gerätes. Erreicht wird dies voraussetzungsgemäß dadurch, daß die.:' Meßfühlerwicklung 4 eine größere Aufheizgeschwindigkeit hat als die größte Aufheizgeschwindigkeit des zu überwachenden Gerätes. Ist ■der Temperaturwächter derart dimensioniert,' sowird auch bei Erwärmung des zu überwachenden Gerätes immer ein Temperaturgefälle vom Wärmefühler zu den Wicklungen bzw. zum Körper des zu überwachenden Gerätes bestehen, die Temperatur des Fühlers eilt also immer innerhalb vorgegebener Grenzen, die sehr klein gehalten werden können, voraus.

Betrachtet man nun dagegen den Verlauf der strichpunktierten Kurve 10, so erkennt man,' daß der Temperaturanstieg in der nicht oder nur unwesentlich beheizten'Meßfühlerwicklung bekannter Bauart zwangläufig auf Grund der Wärmeschranke hinter den Temperaturanstieg im zu überwachenden Gerät nacheilt. Diese Nacheilung kann bis zu 70% auch bei guter Wärmekontaktgabe zwischen Meßfühlerwicklung und der Wicklung des zu überwachenden Gerätes betragen. Es ist ersichtlich, daß eine derartige Temperaturnacheilung praktisch eine Überwachung von Geräten

ίο mit großen Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten ausschließt. Lediglich im stationären Zustand wird durch die bekannten Einrichtungen eine genügende Überwachung erreicht.

Claims (3)

*5 Patentansprüche:

1. Temperaturwächter zur Überwachung elektrischer Geräte, insbesondere für den Betrieb in explosionsgefährdeten Anlagen unter Verwendung eines in eine Brü.ckenschaltung eingeschleiften, temperaturabhängigen, beheizten Meßwiderstandselementes als Meßfühler, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung des Brückenstromes und der Wärmeschranke zwischen Meßfühler und Gerät, daß die Aufheizgeschwindigkeit des Meßfühlers ohne Wärmeabgabe an die Umgebung durch den Brückenstrom gleich oder größer ist als die größte Aufheizgeschwindigkeit des zu überwachenden Gerätes, und der durch den Brückenstrom erzeugte Wärmeüberschuß über die Wärmeschranke an das zu überwachende Gerät abgeführt wird.

2. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler durch den Brückenstrom vorgeheizt ist.

3. Temperaturwächter nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Schaltung und Bemessung des in der Brückenschaltung liegenden Regel- oder Schaltgerätes derart, daß bei Temperaturanstieg die Brücke abgestimmt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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