DE1072719B - Einrichtung zur Begrenzung des entnommenen Stromes fuer Anlagen mit zwei oder mehreren Stromverbrauchern, insbesondere fuer Haushaltsanlagen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Begrenzung des entnommenen Stromes für Anlagen mit zwei oder mehreren Stromverbrauchern, insbesondere für Haushaltsanlagen In Elektrizitätsversorgungsunternehmen ist man bestrebt, die elektrische Energie möglichst gleichmäßig zu verkaufen, d. h. etwaige Leistungsspitzen soweit wie möglich zu vermeiden. Man versucht, dies durch die Anwendung verschiedener Tarifformen, wie Tag-und Nachttarif, Leistungstarif, Überverbrauchstarif u. dgl., zu erreichen. Die Anwendung solcher Tarife erfordert aber komplizierte Meßgeräte und außerdem eine schwierige Abrechnung. Es ist daher schon insbesondere bei Haushaltsverbrauchern ein anderer Weg beschritten worden, bei dem über einen- einfachen Wechselstromzähler abgerechnet wird. Es ist dann lediglich ein selbsttätig arbeitendes Gerät vorhanden, das Haushaltsmaximumwächter genannt wird und verhindert, daß alle Geräte des Verbrauchers zu gleichen Zeiten eingeschaltet sind. Dabei werden vorzugsweise durch den Haushaltsmaximumwächter nur solche Geräte abgeschaltet, die ohne Behinderung des Abnehmers vorübergehend außer Betrieb sein können, wie beispielsweise Heißwasserspeicher. Auf diese Art und Weise läßt sich die Leistungsspitze in der Energieversorgung ebenfalls weitgehend herabsetzen.
• Als Maximumwächter sind bereits Geräte bekanntgeworden, die nach dem Prinzip des Leistungs- oder Arbeitsvergleichs arbeiten. Bei solchen Geräten wird die Drehzahl eines Elektrizitätszählers mit der eines Synchronmotors verglichen, und in dem Zeitpunkt, wenn die Zählerdrehzahl die konstante Motordrehzahl erreicht, wird ein Kontakt geschlossen, der die Abschaltung eines Verbraucher, z. B. eines Heißwasserspeichers, bewirkt. Solche Geräte sind sehr teuer und verlangen außerdem eine gewisse Wartung. Für die Verwendung in Haushaltsanlagen kommen sie daher nicht in Frage. Weiterhin sind Geräte bekannt, bei denen ein vom Strom eines Stromkreises beheizter Bimetallstreifen einen Momentschalter, z. B. Mikroschalter, betätigt, der einen zweiten Stromkreis aus-und gegebenenfalls wieder einschaltet.
• Die Schaltleistungen dieser Momentschalter reichen aber in den meisten Fällen nicht aus, beispielsweise einen Heißwasserspeicher von 6 kW oder ein Gerät noch höherer Leistungsaufnahme zu schalten. Für die Schaltung des eigentlichen Stromkreises müßte dann ein Zwischenschütz vorgesehen werden, welches die Anlage wieder verteuert und außerdem nicht geräuschlos arbeitet. Es sind zwar auch Momentschalter größerer Leistung bekannt, jedoch sind im allgemeinen die erforderlichen Betätigungsdrücke und -wege so groß, daß die Betätigung dieser Schalter durch Bimetallstreifen überhaupt nicht oder nur mit Hilfe komplizierter Übersetzungen möglich ist.
• Es sind zwar auch schon Maximumwächter bekannt, die mit einer von zwei gegeneinander wirkenden Spiralfedern gesteuerten Quecksilberschaltröhre arbeiten, jedoch befriedigt die Konstruktion dieser Maximumwächter wegen der damit erreichten geringen Empfindlichkeit nicht restlos.
• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der zuletzt beschriebenen Art, und sie hat sich zur Aufgabe gestellt, die hierbei bestehenden Mängel _ zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Spiralfedern aus Bimetall verwendet werden, die mit ihren inneren Enden frei tragend eine Achse halten, auf der die Quecksilberschaltröhre angebracht ist. Durch die Verwendung von Bimetallstreifen wird eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit erreicht, die noch dadurch erhöht wird, daß durch die frei tragende Lagerung der Schaltröhrenwellen Lagerreibungen vollkommen entfallen. Außerdem ist der Maximumwächter nach der Erfindung deshalb besonders vorteilhaft, weil kein Verschleiß auftritt und keine Wartung des Gerätes nötig ist.
• Zweckmäßigerweise wird die eine der Bimetallspiralen vom Strom eines ersten Stromkreises über einen Stromwandler beheizt, der bei Überschreitung des Nennstromwertes des ersten Stromkreises im Sättigungsgebiet arbeitet. Das ist insofern günstig, als die vom Strom des ersten Stromkreises durchflossene Bimetallspirale praktisch nicht mehr weiter aufgeheizt wird, selbst wenn der Strom im ersten Stromkreis unverhältnismäßig groß wird. Die zweite Bimetallspirale dient zur Temperaturkompensation. Wird also das gesamte Gerät von der Umgebungstemperatur erwärmt, so wird trotzdem der Ansprechstrom für den Quecksilberschalter nicht oder nur unwesentlich geändert, da die durch die Erwärmung in den Bimetallspiralen auftretenden Kräfte sich gegenseitig aufheben.-Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt das Gerät in perspektivischer Darstellung, während in Fig. 2 ein Schaltungsbeispiel dargestellt ist.
• Der ganze Maximumwächter ist in einem Wechselstromzählergehäuse untergebracht. In Fig.1 bedeutet 1 die Grundplatte des Zählergehäuses, auf der eine Platte 2 mit den Tragsäulen 3 und 4 befestigt ist. An den Tragsäulen 3 und 4 sind zwei Winkel 5 und 6 verstellbar angebracht. An diesen Winkeln sind die Bimetallspiralen 7 und 8 mit ihren äußeren Enden festgeklemmt. Die Spirale 7 dient als Arbeitsspirale und ist mit dem Winkel 5 leitend verbunden, während die Spirale 8 zur Temperaturkompensation dient und an dem Winkel 6 isoliert befestigt ist. Zwischen den inneren Enden der Bimetallspiralen 7 und 8 ist die Ouecksilberschaltröhre 9 auf einer Welle 19 frei gelagert. Die flexiblen Zuleitungen 20 und 21 führen von der Ouecksilberschaltröhre zu den Anschlußklemmen 14 und 15 des Klemmenblocks. Die Anschlußklemmen 12 und 13 des Klemmenblocks sind mit der Primärwicklung 22 eines Stromwandlers verbunden. Die Sekundärwicklung 11 des Stromwandlers ist mit ihrem einen Ende an dem Winkel 5 angeschlossen, während das andere Ende mit der Stromzuführungsspirale 10 verbunden ist, die den Strom zu dem inneren Ende der Arbeitsspirale 7 führt. Die Sekundärwicklung des Wandlers speist somit einen Stromkreis, der vom äußeren Ende der Stromzuführungsspirale 10 über ihr inneres Ende zum inneren Ende der Arbeitsspirale 7 und über deren äußeres Ende und den Winkel 5 führt.
• Bei der Schaltung nach Fig. 2 sind die Anschlüsse 12 und 14 direkt mit einem Pol der Wechselspannungsquelle U verbunden. Von der Klemme 12 führt eine Leitung über die Primärwicklung 22 des Wandlers zur Klemme 13 und von dort zu Stromverbrauchern 16 und 17. Die Stromverbraucher 16 und 17 liegen in einem Stromkreis, der vom Maximumwächter nicht ausgeschaltet werden kann. In einem weiteren Stromkreis ist der Stromverbraucher 18 geschaltet, von dein eine Stromzuführungsleitung über die Klemme 14 die Schaltröhre 9 und die Klemme 15 führt.
• Überschreitet der von den Verbrauchern 16 und 17, die beispielsweise die Widerstände eines Elektroherdes bedeuten, aufgenommene Strom einen bestimmten Wert, so wird die Bimetallspirale 7 so weit aufgeheizt, daß die Schaltröhre 9 ihre Lage ändert und den Stromkreis mit dem Stromverbraucher 18, beispielsweise einen Heißwasserspeicher, ausschaltet. Auch bei weiterer Erhöhung des von den Stromverbrauchern 1 und 17 aufgenommenen Stromes lenkt sich die Bi metallspirale 7 nur unwesentlich weiter aus, da de Wandler -nun- im Sättigungsgebiet arbeitet und de Strörn@ -iri der Sekundärwicklung und damit in de Bimetallspirale weniger als proportional dem Primär Strom ansteigt. Bei wieder abnehmendem Strom wird bei Unterschreiten einer bestimmten Grenze de Stromkreis für den Stromverbraucher 18 wieder eingeschaltet. Da die Bimetallspirale 7 infolge der Sättigung des Stromwandlers nur wenig überhitzt war, erfolgt die Wiedereinschaltung in genügend kurzer Zeit.
• Es sei auch noch eine weitere Einsatzmöglichkeit solcher Haushaltsmaximumwächter vorgeschlagen. Will beispielsweise ein Verbraucher einen Elektroherd und eine elektrisch beheizte Waschmaschine in dem bleichen Raum gleichzeitig betreiben, so reicht in vielen Fällen der in der Wohnung verlegte Leitungsquerschnitt nicht aus, so daß eine zweite Leitung gelegt werden müßte. Mit dem Haushaltsmaxiinumwächter ist es jedoch ohne Schwierigkeiten möglich, eine Sicherung dafür zu geben, daß jeweils nur eines der beiden Geräte eingeschaltet sein kann, wofür dann der, vorhandene Leitungsquerschnitt ausreicht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Begrenzung des entnommenen Stromes für Anlagen mit zwei oder mehreren Stromverbrauchern, bei der mehrere Stromkreise überwacht und einer hiervon in Abhängigkeit von den in den anderen fließenden Strömen ein- oder ausgeschaltet wird, insbesondere fürHaushaltungsanlagen, mit einer Quecksilberschaltröhre, die von zwei gegeneinander arbeitenden Spiralfedern gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfedern aus Bimetall bestehen und mit ihren inneren Enden frei tragend eine Achse halten, auf der die Ouecksilberschaltröhre angeordnet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Bimetallspiralen vom Strom des ersten Stromkreises über einen Stromwandler beheizt wird, der bei Überschreitung des Nennstromwertes des ersten Stromkreises im Sättigungsgebiet arbeitet.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bimetallspirale zur Temperaturkompensation dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1020 096, 1015 907; französische Patentschrift Nr. 473 967.