DE1283374B

DE1283374B - Method and device for displaying or measuring direct currents by means of magnetic amplification

Info

Publication number: DE1283374B
Application number: DEW41100A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Hanns Grasl; Fritz Schneider; Dipl-Ing Herbert Zeithammer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1966-03-09
Publication date: 1968-11-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige bzw.Method and device for display or

Messung von Gleichströmen durch magnetische Verstärkung Bei der Aufgabe, einen Gleichstrom zu messen bzw. anzuzeigen, daß er einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, tritt mitunter die Forderung auf, daß der Meßkreis von dem zu messenden Gleichstrom galvanisch zu trennen ist. Dies gilt insbesondere für jene Fälle, in welcher die Differenz zweier annähernd gleicher Ströme anzuzeigen ist, wobei die beiden Ströme entweder in ganz getrennten Kreisen fließen oder zwar einem Netzwerk angehören, aber nur an Stellen verschiedenen Potentials gemessen werden können. Vergleiche von Soll- und Istströmen in Regelkreisen können als Beispiele für den ersten Fall gelten. Für die zweite Art der Messung kommen vor allem Erdschlußmessungen an Gleichstromleitungen in Frage.Measurement of direct currents through magnetic amplification When performing the task, to measure a direct current or to indicate that it has reached a certain threshold value has exceeded, sometimes the requirement arises that the measuring circuit of the measuring direct current must be galvanically separated. This is especially true for those Cases in which the difference between two approximately equal currents is to be displayed, the two currents either flowing in completely separate circles or in one Belong to the network, but can only be measured at points with different potentials can. Comparisons of target and actual currents in control loops can be used as examples apply to the first case. The second type of measurement is primarily used for earth fault measurements on direct current lines in question.

Es ist bereits bekannt, für derartige Meßzwecke Magnetverstärker zu verwenden, wobei der anzuzeigende Strom als Steuerstrom fungiert. Die durch derartige Anordnungen, z. B. gemäß der österreichischen Patentschrift 232569, erzielte Empfindlichkeit ist selbst bei Verwendung an sich bekannter hochwertiger Magnetverstärker mit Kernsystemen mit rechteckförmiger Hysteresisschleife für manche Fälle unzureichend. Überdies kann die Empfindlichkeit der bekannten Geräte praktisch nicht voll ausgenutzt werden, weil die für die Funktion solcher Verstärker maßgeblichen Eigenschaften der Magnetverstärker-Eisenkerne zu stark temperaturabhängig sind. It is already known to use magnetic amplifiers for such measuring purposes to be used, whereby the current to be displayed acts as a control current. The through such Arrangements, e.g. B. according to the Austrian patent 232569, achieved sensitivity is even when using known high-quality magnetic amplifiers with core systems with a rectangular hysteresis loop is insufficient for some cases. Besides the sensitivity of the known devices can practically not be fully exploited, because the properties of the magnetic amplifier iron cores, which are decisive for the function of such amplifiers are too temperature dependent.

Die vorliegende Erfindung sieht daher einen anderen Weg für die Benutzung magnetischer Verstärker zur Erfassung von Gleichströmen unter Zuhilfenahme mindestens eines vom Gleichstrom galvanisch getrennten Wechselstromes vor. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Anzeige bzw. Messung von Gleichströmen durch magnetische Verstärkung in einem Kernsystem mit rechteckförmiger Hysteresisschleife unter Zuhilfenahme mindestens eines vom Gleichstrom galvanisch getrennten Wechselstromes. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrom Feldstärken in diesem Kernsystem hervorruft, welche das Durchlaufen von Partial-Hysteresisschleifen bewirken, die mindestens mit einer Spitze in das Sättigungs-lnduktionsgebiet reichen, so daß dem Wechselstrom impulsförmige Verzerrungen aufgedrückt werden, deren Größe durch Vormagnetisierung des Kern systems mittels des Gleichstromes durch dessen Größenänderung veränderbar ist und ein verstärktes Maß für die Gleichstromgrößen bildet. The present invention therefore envisions another way of use magnetic amplifier for the detection of direct currents with the help of at least an alternating current that is galvanically separated from the direct current. She relates to a method for displaying or measuring direct currents through magnetic amplification in a core system with a rectangular hysteresis loop with the help of at least an alternating current that is galvanically separated from the direct current. This procedure is characterized in that the alternating current causes field strengths in this core system, which cause partial hysteresis loops to run through at least with a tip reaching into the saturation induction region, so that the alternating current impulse-shaped distortions are imposed, the size of which is caused by bias of the core system can be changed by changing the size of the direct current and forms a reinforced measure for the direct current quantities.

Abweichend von der üblichen Benutzung eines Kernsystems mit einer Hysteresisschleife, welche sich bei der Benutzung einer reinen Wechselspannung symmetrisch ausbildet, ist somit bei diesem Verfahren insbesondere wegen der Verwendung von bestimmten Eisensorten mit annähernd rechteckiger Kurvenform der Hysteresisschleife und wegen einer Aussteuerung die nur wenig in das Gebiet der Sättigung führt, die dabei auftretende symmetrische Ausbildung der Hysteresisschleife maßgebend für die impulsförmige Deformation des Wechselstromes, welche als Meßkriterium dient. Deviating from the usual use of a core system with a Hysteresis loop, which is symmetrical when using a pure alternating voltage is thus in this process especially because of the use of certain Iron types with an approximately rectangular curve shape of the hysteresis loop and due to a modulation that leads only a little into the area of saturation, the one that occurs in the process symmetrical formation of the hysteresis loop decisive for the pulse-shaped deformation of the alternating current, which serves as a measurement criterion.

Zur kontinuierlichen Messung innerhalb eines Gleichstrombereiches kann hierbei der maximale Stromanstieg in der Zeiteinheit und bzw. oder der zeitliche Mittelwert des vorzugsweise durch eine sinusförmige Wechselspannung hervorgerufenen und impulsförmig verzerrten Wechselstromes als Kriterium dienen. Statt dessen kann vorteilhafterweise die Impuls-Spitzenhöhe des vorzugsweise durch eine trapezförmige Wechselspannung hervorgerufenen und impulsförmig verzerrten Wechselstromes gemessen werden. Die Entstehung derartiger impulsförmiger Verzerrungen ist aus der F i g. 1 a der Zeichnung zu ersehen, in der die symmetrische, nahezu rechteckige Hysteresisschleife eines erfindungsgemäßen Kernsystems in der üblichen Weise dargestellt ist, wobei horizontal die Feldstärke und in der Vertikalen die Induktion aufgetragen ist. Diese Schleife weist von Spitze zu Spitze im wesentlichen drei Steilheitsbereiche auf, von welchen der unterste zwischen der entsprechenden Kurventangente und der Horizontalen einen kleinen Winkel α1 einschließt, so daß beim Durchlaufen dieses Bereiches nur eine kleine Indnktivität vorhanden ist. For continuous measurement within a direct current range can be the maximum current increase in the time unit and / or the time Average value of the one preferably caused by a sinusoidal alternating voltage and pulsed, distorted alternating current serve as a criterion. Instead, you can advantageously the pulse peak height of the preferably by a trapezoidal Alternating voltage caused and impulsively distorted alternating current measured will. The formation of such impulsive distortions is shown in FIG. 1 a of the drawing, in which the symmetrical, almost rectangular hysteresis loop a core system according to the invention is shown in the usual manner, wherein the field strength is plotted horizontally and the induction is plotted vertically. These Loop has essentially three steepness ranges from tip to tip, of which the lowest between the corresponding curve tangent and the horizontal a includes a small angle α1, so that when passing through there is only a small inductance in this area.

Es steigt daher der durch eine Rechteckspannung in der entsprechenden Induktionsspule hervorgerufene Wechselstrom gemäß Fig. 1 b, in der der Stromverlauf in der Zeit t dargestellt ist, im Stück a1 rasch an. Sobald der in Fig. 1 a mit α2 bezeichnete Steilheitsbereich durchlaufen wird, steigt der Strom im Stück a2 von Fig. 1b nur mehr langsam an, weil α2 einen großen Wert besitzt und dementsprechend eine große Induktivität vorliegt. Sobald schließlich der Bereich des wiederum verkleinerten Wertes von α3 erreicht ist, steigt der Strom a3 abermals rasch an, und es wird, sofern anschließend durch die richtige Auswahl der Speisefrequenz die negative Flanke der speisenden Rechteckspnnnung rechtzeitig einsetzt, ein impulsförmiger Zäcken gebildet, dessen Höhe das Strommaximum Imax bestimmt, welche' mittels geeigneter Meßgeräte bestimmt werden kann. Im Verlaufe einer Messung innerhalb eines Strombereiches wird sich bei diesem Vorgang infolge der wechselnden Vormagnetisierung durch den sich ändernden Gleichstrom eine andere Form der Hysteresisschleife einstellen, welche dem in F i g. 2 a dargestellten Typus ähnlich ist. Hierdurch wird sich der Betrag von Imax verändern, indem die durch das Stück a3 repräsentierte Impulsspitze z. B. niedriger wird, wobei sich gleichzeitig die auf der negativen Seite liegende Spitze vergrößert, wie anschließend ausgeführt werden wird. Therefore, the voltage increases due to a square wave voltage in the corresponding Induction coil induced alternating current according to FIG. 1 b, in which the current curve is shown in time t, in piece a1 rapidly. As soon as the in Fig. 1 a with α2 is passed through, the current increases in the piece a2 of Fig. 1b only slowly because α2 has a large value and accordingly there is a large inductance. Once finally the area the again reduced value of α3 is reached, the current a3 increases again quickly, and it will, provided that the correct selection of the Supply frequency the negative edge of the supplying square voltage starts in good time, a pulse-shaped tooth is formed, the height of which determines the current maximum Imax, which 'can be determined by means of suitable measuring devices. During a measurement within a current range this process is due to the changing Bias due to the changing direct current is another form of the hysteresis loop set which corresponds to the one shown in FIG. 2 a is similar to the type shown. Through this the amount of Imax will change by adding that represented by the piece a3 Impulse peak z. B. is lower, while at the same time the on the negative The tip on the side is enlarged, as will be explained below.

Voraussetzung für diesen Vorgang ist allerdings der bereits oben angeführte Umstand, daß die Schleife nicht zu sehr in das Sättigungsgebiet reichen dårf.However, the prerequisite for this process is the one already mentioned above The fact that the loop must not extend too far into the saturation area.

Gemäß Fig. 2a besitzen die als Bezeichnung für die Schleifenbereiche verwendeten Winkel 32 und a 2 noch größere Werte als α2 von F Fig. 1 ä. Es fehit in diesem Fall am oberen Ende die ausgeprägte Spitze, welche in das SättigungsQnduktionsgebiet reichtj weil es sich um eine sogenannte Partial-Hysteresisschleife handelt, welche im vorliegenden Fall bis auf den oberen Bereich nahezu identisch ist mit der bei maxima ler Aussteüernng erzielbaren syffimetrischen Schleife. According to FIG. 2a, they are used as a designation for the loop areas used angle 32 and a 2 even larger values than α2 of F Fig. 1 Ä. Es In this case, there is no pronounced tip at the upper end, which enters the saturation induction region enough because it is a so-called partial hysteresis loop, which in the present case is almost identical to that in, except for the upper area maximum achievable syffimetric loop.

Im oberen Bereich endet indes die Partialschleife frlher als die Maximalschleife und überstreicht demnach nicht die ganze von letzteren gebildete Fläche. Diese Partialschleife nach F i g. 2 a weist auf der rechten Seite nur mehr zwei Steilheitsbereiche α1 und α2 auf, so daß gemäß Fig. 2b im positiven Bereich nur mehr eift angenähert rechteckförmiger Stromanstieg resultiert Da aber im weiteren Verlauf der Pärtialschleife drei Bereiche es iug und α3 auftreten, wobei α3 nunmehr stnrker ausgeprägt ist, fällt der Strom über a1 und a2 bis zu dem Stück a3, welches zusammet mit dem positiven Anstieg a1 einen großen nega tiven Impuls ausbildet Dieser Impuls reicht über den bis zur Linie Sp reichenden Sperrbereich hinaus und kann somit als vorhanden angezeigt werden. Tritt nun eine Fluß änderung durch Änderung des zu messenden Gleichstromes in positiver Richtung ein, so ändert sich das Verhalten des Kernsystems. Es kippt in diesem Fall die untere Partial-Hysteresisschleife in die schiefsymmetrisch dazu liegende obere Partialschleife um, die in F i g. 3a dargestellt ist. Allerdings müßte diese Schleife, wenn sie in Relation zur Schleife nach Fig. 2a gebracht werden sollte, etwas höher liegend dargestellt werden, da sie nicht bis in das untere Sättigungs-Induktionsgebiet der Maximalschleife reicht Nunmehr treten rechts drei Bereiche α1 bis α3 gegenüber zwei Bereichen α1 und α2 α2 auf die linken Seite auf, so das gemäß Fig. 3b eine positive Impulsspitze zwischen as und a1 auftritt.In the upper area, however, the partial loop ends earlier than the maximum loop and accordingly does not cover the entire surface formed by the latter. This partial loop according to FIG. 2 a has only two steepness ranges α1 on the right-hand side and α2, so that according to FIG. 2b only approximated eift in the positive range However, a rectangular rise in current results in the further course of the partial loop three areas there iug and α3 occur, with α3 now more pronounced is, the current falls through a1 and a2 to the piece a3, which coincides with the positive rise a1 forms a large negative impulse This impulse is sufficient beyond the restricted area reaching as far as the line Sp and can therefore be considered to be present are displayed. If there is a change in flux due to a change in the direct current to be measured in a positive direction, the behavior of the core system changes. It tips over in this case the lower partial hysteresis loop into the skew-symmetrical one lying upper partial loop around, which in F i g. 3a is shown. However this loop would have to be if they were brought into relation to the loop according to FIG. 2a should be displayed at a slightly higher level, as it does not extend into the lower saturation induction area the maximum loop is enough Now there are three areas on the right α1 to α3 opposite two areas α1 and α2 α2 on the left side, so that according to FIG. 3b a positive pulse peak occurs between as and a1.

Es hängt somit quasi von der Vorgeschichte des Eisenwerkstoffes ab, welche von den beiden zueinander schiefsymmetrischen stabilen Schleifen zuerst eingenommen wird, bevor es zu dem geschilderten Umkippvofgang in die andere Partialschleife kommt. It thus depends, as it were, on the history of the ferrous material, which of the two stable loops, which are skew symmetrical to one another, was taken first before the described Umkippvofgang in the other partial loop comes.

Jedenfalls kann dieses Kippverhalten in Weiterbildung der Erfindung in vorteilhafter Weise zur Überwachung von Gleichstrom-Schwellwerten benutzt werden, wobei der vorzugsweise durch eine Rechteckspannung hervorgerufene Wechselstrom das Durchlaufen einer Partial-Hysteresisschleife bewirkt, welche bei Überschreitung eines vorbestimmten Schwellwertes des Gleichstromes infolge Änderung der Vormagnetisierung durch Umkippen in die dazu schiefsymmetrische Partial-Hysteresisschleife übergeführt wird, wodurch die als Kriterium dienenden impulsförmigen Verzerrungen des Wechselstromes, weiche im wesentilichen jeweils nur in einem Polaritätsbereich auftreten, ihre Polarität ändern. Die impulsförmigen Verzerrungen des Meßwechselstromes reichen dabei nach ihrer Polaritätsänderung mit ihren Spitzen über einen vorgegebenen Sperrbereich der gleichen Polarität hinaus, wodurch eine Anzeige hervorgerufen werden kann.In any case, this tilting behavior can be used in a further development of the invention can be used advantageously for monitoring direct current threshold values, whereby the alternating current, preferably caused by a square wave voltage, is the Running through a partial hysteresis loop causes which when exceeded a predetermined threshold value of the direct current as a result of a change in the bias by tipping over into the skew-symmetrical partial hysteresis loop as a result of which the impulse-shaped distortion of the alternating current, which serves as a criterion, which essentially only occur in one polarity range, their polarity change. The pulse-shaped distortions of the measuring alternating current suffice their polarity change with their tips over a predetermined stop range of the same polarity, which can produce an indication.

Wie schon erwähnt, liefert der zu messende Gleichstrom das Gleichfeld, das zum Umklappen benötigt wird. Vör Beginn der Messung wird der Eisenwerkstoff in seiner Lage fixiert, in dem ein entsprechendes Gleichfeld angelegt wird, das vor Beginn der Messung abgeschaltet werden muß und eine Richtung hat, welche die Einnahme der vorbestimmten Partialschleife bewirkt. Das von dem zu tiessenden Gleichstrdm erzeugte Gleichfeld muß hingegen eine solche Richtung häbeii, daß es die Schleife zum Umklappen veranlassen kann Wenn es einen bestimmten Grenzwert überschreitet, so klappt es diese Schleife durch Ummagnetisierung des Eisenwerkstoffes tatsächlich um; dieser Vorgang erlaubt allerdings nur die Fest-Stellung von Stromänderungen in einer Richtung3 so daß für Stromänderungen der entgegengesetzten Tendeni eine weitere, sonst gleiche Anordnung mit tímgekehrtem Stromaluf nötig ist. Naturgemäß muß nach jeder derart erfolgten Anzeige, also nach jedem Umklappen, derEisenwerkstoff wieder in die magnetische Ausgangslage zurückgeführt werden. As already mentioned, the direct current to be measured provides the direct field, that is needed to fold down. Before starting the measurement, the ferrous material is fixed in its position, in which a corresponding constant field is applied, the must be switched off before starting the measurement and has a direction which the Taking the predetermined partial loop causes. That of the direct current to be thrown The constant field generated, however, has to be in such a direction that it runs the loop can cause it to fold If it exceeds a certain limit, this is how this loop actually works by reversing the magnetization of the ferrous material around; however, this process only allows current changes to be fixed in one direction3 so that for current changes of the opposite tendency one further, otherwise the same arrangement with reversed Stromaluf is necessary. Naturally must be the iron material after each such display, i.e. after each folding be returned to the initial magnetic position.

Aus diesein Umstand und aus der Tatsache, daß däs erwähnte Umklappen nicht spontan, sodern allmählich mit zuerst geringer und dann wachsender Geschwindigkeit erfolgt, beruht die weitere vorteilhafte Maßnahme gemäß einer Weiterbildung der Er-Erfindung, daß die für die Umkippung in die schief symmetrische Partial-Hysteresisschleife zur Verfü gung stehende Zeit vorzugsweise periodisch durch impulsförmige Gleichströme begrenzt wird, welche kurzfristige Rückführungen des Kernsystems in den Zustand der vor der Umkippung angenommenen Partial-Hysteresisschleife bewirken. Wie aus F i g.. 4 ersichtlich ist3 gibt es einen Grenzwert ## Gr der magenetischen Gleichflußänderung ##, bei welchen daS Kippen erst nach låilger Zeit t bzw. überhaupt nicht mehr - eintritt, wobei in dieser Darstellung als ein Parameter für die ungefähr einem Hyperbelast ent sprechende Kurve der durch den Wechselstrom hervorgerufene Wechselfluß # MW gilt Wird die Gleichflußänderung auf den Wert ## Gr1 vergrößert, sö tritt das Kippen bereits nach der wesentlich verkürzten Zeit T1 mit Sicherheit innerhalb von einigen Sekunden auf; Bei einer weiteren Steigerung des Wertes von ## sinkt die Umschlagzeit bis auf Bruchteile von Sekunden. Es wird daher vorzugsweise die periodische Rückholung durch kurzzeitige impulsförmige Gleichströme mit einer Dauer etwa von Zehntel-Sekunden bewirkt. Die dazwischenliegenden längeren Zeitabschnitte in der Dauer von etwa 6 bis 7 Sekungen stehen dem Umklappvorgang durch eine allfällige Gleichstromänderung zur Verfügung. Es muß dabei zwar eine Vergrömerung der Ansprechschwelle in Kauf genommen werden, jedoch wird der Vorteil gevonnen, daß die Umklappzeit erheblich reduziert und die Anzeigesicherheit erhöht wird. Damit jedoch auch der Nachteil der Empfindlichkeitsherabsetzung durch diese Maßndhme mindstens zum Teil wettgemacht werden kann, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß dem Kernsystem das Gleichfeld eines Vorstromes zur Vormagnetisierung aufgedrückt wird, welches wähfend der für die Umkippung vorgesehenen Zeiten eine kompensierende Herabsetzung des Schwellwertes gestattet, der durch eine unerwünschte Nebenwirkung der kurzfristigen Rückführung des Kernsystems gegenüber der niedrigsten möglichen Anspfechwelle des anzuzeigenden Gleichstromes erhoht würde. Dieser Vorstrom kann mittels einer eigenen Spule zur Wirkung auf das Kernsystem gebracht werden und bewirkt eine Verschiebung des 0-Punktes von ## nach links. From this one circumstance and from the fact that the aforementioned folding down not spontaneously, but gradually with a first slow and then increasing speed takes place, the further advantageous measure is based on a development of the He-invention that for the overturning in the obliquely symmetrical partial hysteresis loop available time preferably periodically by means of pulsed direct currents is limited, which short-term returns of the core system in the state cause the partial hysteresis loop assumed before the overturning. How out F i g .. 4 it can be seen3 there is a limit value ## Gr of the magnetic constant flux change ##, where the tilting takes a long time or not at all - occurs, in this illustration as a parameter for the approximately one hyperload corresponding curve of the alternating flux # MW caused by the alternating current applies If the constant flux change is increased to the value ## Gr1, then the tilting occurs already after the much shortened Time T1 with certainty within from a few seconds on; If the value of ## increases further, it decreases the turnaround time down to a fraction of a second. It is therefore preferably the periodic retrieval by short-term, pulsed direct currents with a duration causes about tenths of a second. The longer periods in between in a period of about 6 to 7 seconds are the folding process through a possible DC change available. It is true that the response threshold must be made larger be accepted, however, the advantage is that the turn-over time is considerable reduced and the display security is increased. But with that also the disadvantage the reduction in sensitivity caused by these measures is at least partially offset can be, it is proposed according to a further feature of the invention that the direct field of a bias current is imposed on the core system for biasing the magnet which is a compensating one during the times provided for the overturning Reduction of the threshold value allowed by an undesirable side effect the short-term reduction of the core system compared to the lowest possible Anspechwelle the direct current to be displayed would be increased. This bias current can can be brought into effect on the core system by means of its own coil a shift of the 0 point from ## to the left.

Aus Fig. 5 ist eine erfindungsgemaße Vorrichtung in prinzipieller Darstellung ersichtlich. Das Kernsystem ist von zwei Magnetisierungsspulen umgeben, von welchen die erste Spule GS von dem anzuzeigenden bzw. zu messenden Gleichstrom und die zweite Spule MWS Von Wechselstrom durchflossen ist. In Serie zur Spule MWS liegt ein die Verzerrungen des Stromverlaufes übertragender Transformator AC, der als Ausgangsübertrager wirkt und die Anzeigevorrichtung AV speist, die z. B. aus einem den jeweiligen Spitzenwert messenden Röhrenvoltmeter bestehen kann. Der Wechselstrom wird den in Serie liegenden Elementen MWS und AC vermittels des Eingangsübertragers ES zugeführt, der aus dem Generator G3 gespeist ist. Diese Schaltung kann je nach der Wahl der magnetischen Eigenschaften und der Aussteuerung des Kernsystems entweder zur kontinuierlichen Anzeige innerhalb eines Meßbereiches oder zur Schwellwertanzeige unter Ausnutzung des Kippeffektes verwendet werden. Zur Bildung des Kernsystems wird eih Eisenwerkstoff mit einem unter 10% liegenden Rechteckfaktor, vorzugsweise eine Legierung des Permalloy-Typs mit einem Rechteckfaktor voii 70/0 verwendet, wobei die den Meßwechselstrom hervorrufende spannung bei einem Tåstverhältnis von 1:1 rechteckförmig ist und eine FreqUenz zwischen 50 und 2000 Hz, vorzugsweise 400 Hz aufweist. From Fig. 5 is a device according to the invention in principle Representation visible. The core system is surrounded by two magnetizing coils, of which the first coil GS of the direct current to be displayed or measured and alternating current flows through the second coil MWS. In series with the MWS coil there is a transformer AC which transmits the distortion of the current curve, the acts as an output transformer and feeds the display device AV which z. B. off a tube voltmeter measuring the respective peak value. The alternating current is connected to the series elements MWS and AC by means of the input transformer ES supplied, which is fed from the generator G3. This circuit may vary depending on the choice of the magnetic properties and the modulation of the core system either for continuous display within a measuring range or for threshold value display can be used taking advantage of the tilting effect. To form the core system ferrous material with a square factor below 10% is preferred uses an alloy of the Permalloy type with a square factor of 70/0, where the voltage causing the measuring alternating current at a duty ratio of 1: 1 rectangular and a frequency between 50 and 2000 Hz, preferably 400 Hz.

Gemäß F i g. 6 Sind zwei gleiche Kernsysteme vor gesehen, denen je eine Spule MWS1 bzw. MWS2 für den Wechselstrom zugeordnet sind. Die Spulen VS1 bzw. VS2 dienen der Zuführung des Vorstromes, der mittels des Trimmerwiderstandes Rt regelbar ist, um die höchstmögliche Empfindlichkeit zu erzielen und das Spulensystem zu jestieren. Die Spulen RS1 und RSB sind ebenfalls in Serie geschaltet und liber den Regelwiderstand Rp geführt, mit dessen Hilfe die Amplitude der Rückführimpulse samt dem Gegen- strom regelbar ist, der der Anpassung an die jeweilig geforderte Ansprechschwelle dient und aus betriebstechnischen Gründen vorteilhaft ist. Die Spulen GS t und GS2 bzw. GS1' und GS2' dienen der Bildung eines Differenz-Flusses aus den beiden nahezu gleich großen Gleichströmen, welche GS1 und GS2 einerseits und Gs1' und GS2' andererseits durchfließen. According to FIG. 6 Are two identical core systems envisaged, each of which a coil MWS1 or MWS2 are assigned for the alternating current. The coils VS1 resp. VS2 are used to supply the bias current, which is generated by means of the trimmer resistor Rt is adjustable in order to achieve the highest possible sensitivity and the coil system to jest. The coils RS1 and RSB are also connected in series and liber the rheostat Rp, with the help of which the amplitude of the feedback pulses including the opposite current is adjustable, the adaptation to the respective required The response threshold is used and is advantageous for operational reasons. the Coils GS t and GS2 or GS1 'and GS2' are used to form a differential flux from the two almost equally large direct currents, which GS1 and GS2 on the one hand and Gs1 'and GS2' on the other hand flow through.

Diese Spulen sind niederohmig ausgebildet, und es miißte daher mit Rückwirkungen durch Induktion seitens der Wechselströme führenden Spulen in den Gleichstromleitungen gerechnet werden. Zur Vermeidung dieser Rückwirkungen sind die Gleichstromspulen eines jeden Ketnsystems gegeneinander verkehrt gepolt, so daß die Rückwirkungen subtraktiv unterdrückt werden. Vom Widerstand R1 wird mittels des Ausgangsüberträgers Ac' der Meßwechselstrom der Anzeigevotrichtung AV' zugeführt. Der Widerstand R2 sowie die rechte Spulenanordnung dienen lediglich der Symmetrierung der Anlage zwecks Beseitigung der Rückwirkungen. Die Spulen MWS1 und MWS2 werden aus dem Generator Ge' über den Eingangsübertrager Eü' angespeist.These coils are designed to have a low resistance, and it is therefore also necessary Reactions due to induction on the part of the coils carrying alternating currents in the DC lines are expected. To avoid these repercussions are the DC coils of each chain system are polarized the wrong way round, see above that the repercussions are subtractively suppressed. The resistor R1 is by means of of the output transmitter Ac ', the measuring alternating current is supplied to the display device AV'. The resistor R2 and the coil arrangement on the right are only used for balancing of the system in order to eliminate the repercussions. The coils MWS1 and MWS2 are fed from the generator Ge 'via the input transformer Eü'.

In Fig. 7 ist eine Anlage dargestellt, bei welcher die doppelte Anordnung der Kernsysteme samt Spulen einem anderen Zweck dient, nämlich der Ermöglochung der Anzeige von Gleichstromänderungen in beiden Richtungen. Die Spulen MWS3 und MWS4 samt den Widerständen R3 und R4 sind wie gemäß Fig. 6 geschaltet, jedoch ist an jeden dieser Widerstande ein eigener Übertrager AC1 bzw. A C2 angeschlossen. Sekundärseitig ist an diese Übertrager ein abs vier Ditidett D1 bis D4 gebildetes UND-Gatter angeschlossen, weiches den bistabilen Multivibrator nur nur positive Impulse zuführt, die durch die Anzeigelampe AL angezeigt werden. Der Rücktaster RT dient der Wiederherstellung der Meßbereitschaft nach effolgter Ablesung. In Fig. 7, a system is shown in which the double arrangement the core systems and the coils serve a different purpose, namely the perforation the display of direct current changes in both directions. The coils MWS3 and MWS4 together with the resistors R3 and R4 are connected as shown in FIG. 6, but it is a separate transformer AC1 or A C2 is connected to each of these resistors. On the secondary side of this transformer there is an abs four digits D1 to D4 AND gate connected, soft the bistable multivibrator only positive Provides pulses, which are indicated by the indicator lamp AL. The back switch RT is used to restore readiness for measurement after the reading has been completed.

Die transistorierte Kippschaltung MV speichert somit die Anzeige der Vorzugsweise als Erdschlußrelais verwendeten Anlage auch dann, wenn sie von einem kurzzeitigen Stromstoß herrührt, das Eisen nur bis zum nächsten Rückpolimpuls ungeklappt hält. The transistorized multivibrator MV thus stores the display the system, which is preferably used as an earth fault relay, even if it is operated by a brief current surge, the iron only until the next reverse pole pulse holds unfolded.

Die Quittierung der Anzeige erfolgt auch in diesem Fall mittels des Tasters RT.In this case, too, the display is acknowledged by means of the RT button.

Durch die Feineinstellung der Vorströme der Spulen VS3 und VS4 mittels der Trimmer Rt1 und Rt2, die auch dem Ausgleich von systemunterschieden dienen, kann eine Ansprechwelle von nur 1 mOe erzielt werden, so daß schon Stromnnderungen von 100 µA und darunter angezeigt werden können. Üblicherweise werden jedoch Schwellen ab 5 mOe bzw. By fine-tuning the bias currents of the coils VS3 and VS4 using the trimmers Rt1 and Rt2, which also serve to compensate for system differences, a response wave of only 1 mOe can be achieved, so that current changes of 100 µA and below can be displayed. Usually, however, sleepers from 5 mOe or

0,5 bis 1 mA den Anforderungen entsprechen, wobei eine hohe Ansprechsicherheit erzielbar ist. Solche Schwellwerte können mittels des Regelwiderstandes Rp eingestellt werden, der in Serie zu den mit den Rückstellimpulsen beaufschlagt und vom Gegenstrom dürchflossenen Spulen RS3 und RS4 liegt. Der Wechselstrom wird ebenso wie bei den anderen Ausführungsbeispielen transformatorisch angespeist, um Gleichstromkomponenten zu verhindern. Aus dem gleichen Grund erfolgt auch die Auswertung' der Wechselströme über Ausgangsübertrager.0.5 to 1 mA meet the requirements, with a high response reliability is achievable. Such threshold values can be set by means of the variable resistor Rp that are applied in series with the reset pulses and by the countercurrent through the flowing coils RS3 and RS4. The alternating current is the same as with the other embodiments fed in a transformer to direct current components to prevent. The alternating currents are also evaluated for the same reason via output transformer.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die erfindungsgemäßen Geräte sich besonders bei stationärem Einbau bewähren und bei Temperaturen zwischen 0 und 50°C einwandfrei funktionieren. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen, bei welchen die Magnetsysteme durchaus im temperaturempfindlichen Sättigungsgebiet arbeiten und bei welchen das Kippen nur infolge der Schaltung herbeigeführt werden kann, spielen sich die Vorgänge beim erfindungsgemäßen Verfahren in gegenüber der Maximal-Hysteresisschleife innenliegenden Gebieten mit relativ temperaturabhängigen, zueinander parallelen Flanken ab, und es haben die Kippvorgänge ihre Ursache schon in der Betriebsweise der Kernsysteme, was einen weiteren Vorteil darstellt. Der Rahmen der Erfindung ist selbstverständlich nicht an die geschilderten Ausführungsbeispiele gebunden, da auf Grund der oben angeführten prinzipiellen technischen Lehren zahlreiche Schaltungsvarianten zur Verfügung stehen. In summary, it can be said that the devices according to the invention prove themselves particularly with stationary installation and at temperatures between 0 and 50 ° C work perfectly. Compared to the known devices in which the magnet systems are quite temperature-sensitive Saturation area work and in which the tilting can only be brought about as a result of the circuit can, play the processes in the method according to the invention in relation to Maximum hysteresis loop internal areas with relatively temperature-dependent, mutually parallel flanks, and the tilting processes already have their cause in the operation of the core systems, which is another advantage. Of the The scope of the invention is of course not limited to the exemplary embodiments described bound, as numerous due to the above-mentioned basic technical teachings Circuit variants are available.

Claims

Claims: 1. Method for display or; Measurement of direct currents through magnetic reinforcement in a core system with a rectangular hysteresis loop - with the aid of at least one alternating current that is galvanically separated from the direct current, characterized in that the magnetic amplification takes place such that the Alternating current causes field strengths in this core system, which the traversing cause partial hysteresis loops, which at least one point into the Saturation induction range, so that the alternating current is impulsive distortion are pressed, their size by means of premagnetization of the core system of the direct current can be changed by changing its size and an amplified Measure for the direct current quantities.

2. The method according to claim 1, characterized in that the continuous Measurement within a direct current range of the maximum current increase in the time unit and / or the time average of the preferably by a sinusoidal AC voltage-her - called and pulsed distorted alternating current as Criterion is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that for continuous Measurement of the peak pulse height within a direct current range of the preferred caused by a trapezoidal alternating voltage and distorted in a pulsed manner Alternating current is used as a criterion

4. The method according to claim 1, characterized in that that for monitoring direct current threshold values, the preferably by a square wave voltage the generated alternating current causes a partial hysteresis loop to run through, which when a predetermined threshold value of the direct current is exceeded as a result Change of the premagnetization by tipping over into the skew-symmetrical partial hysteresis loop is transferred, whereby -the impulse-shaped distortion serving as a criterion of the alternating current, which essentially each - only in one polarity range occur, change their polarity.

5. The method according to claim 4, characterized in that the pulse-shaped Distortions - of the alternating current after its polarity change with its peaks extend beyond a predeterminable blocking range of the same polarity, whereby an advertisement is generated.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that which are available for overturning into the skew-symmetrical partial hysteresis loop standing time preferably limited periodically by pulsed direct currents which short-term returns of the core system to the state it was in before Cause overturning assumed partial hysteresis loop.

7. The method according to claim 6, characterized in that the core system the DC field of a bias current is applied to the bias, which a compensating reduction during the times provided for the overturning of the threshold allowed by an undesirable side effect of the short-term Feedback of the core system towards the lowest possible response threshold of the direct current to be displayed would be increased.

8. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 7 with at least two magnetizing coils surrounding the core system, wherein at least one of the coils of the direct current to be displayed or measured and at least one further coil is traversed by the alternating current, characterized in that that in series with the coil through which the alternating current flows, the distortions of the Current course measuring or monitoring device is, z. B. a transformer or a resistor connected in parallel with a peak voltage tube voltmeter.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that for formation the core system is a ferrous material with a square factor below 10 0 / o, is preferably used with a square factor of 7 0 / o, - the alternating current causing voltage is rectangular with a duty cycle of 1: 1 and has a frequency between 50 and 2000 Hz, preferably 400 Hz.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the Feeding of the coil through which alternating current flows and the one in series with it 'Resistance as well as the monitoring of the current flow in the resistor for the purpose Avoidance of direct current components by each one connected in parallel Transformer takes place, with the transformer connected in parallel with the resistor on the secondary side a display device feeds -which the presence or the amplitude of current peaks of a certain polarity, e.g. B. a bistable multivibrator that when Occurrence of a preselected peak amplitude responds and only after it has occurred Display is resettable.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that that further magnetizing coils are provided, which the reset DC pulses and- if necessary, further direct current components serving compensation purposes are supplied will.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that each Core system is assigned a separate magnetizing coil, which is from a the setting to the highest sensitivity by reducing the threshold value and possibly also the adjustment compared to other core systems serving bias current flows through.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the Magnetizing coil for applying the reset DC pulses to the Core system is also traversed by a controllable countercurrent, which the arbitrary reduction in sensitivity by raising the threshold value serves, the induction effect of the coil through which the bias current flows at least is partially canceled.

14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that that because of the repercussions that occur with the low-resistance design of the direct current coils arise in the same coils carrying alternating currents through induction, To compensate for this reaction, a further core system is connected to each core system in which the same reactions are generated, but those to the DC coils of the first core system in series direct current coils with reverse ter polarity be communicated so that the repercussions are subtractively suppressed.

15. Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that that in particular for earth fault transmission of a direct current circuit two similar Core systems or core system groups are provided, the DC coils of which are connected in opposition and their coils, through which alternating current flows, each have a resistor in Series, with these two circles being fed in parallel and those of the Networks branched off resistors, if need be, with one of rectifiers in between formed AND gate also connected in parallel and connected to the display device where insulation fault currents of both polarities would be caused by pulse-shaped distortions one and the same polarity is displayed and distortion of the other polarity is suppressed will.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,021,894.