DE1287211B - Schaltung zum Messen des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Messen des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes, beruhend auf der Bestimmung einer durch einen Meßbelastungswiderstand bewirkten, durch eine Spannungsmeßeinrichtung angezeigten Spannungsabsenkung, mit Mitteln zum Vermeiden eines durch eine Netzsollspannungs-Abweichung bedingten Meßfehlers.
• Bei den meisten bekannten Schaltungen ist das Meßergebnis von der an der Meßstelle gegebenen unbelasteten Netzspannung abhängig und kann mehr oder weniger falsch sein, wenn die Höhe dieser Spannung nicht berücksichtigt wird. Grundsätzlich können zwei Arten von Meßfehlern auftreten: Der eine tritt auf, wenn die Netztransformator-Klemmenspannung von der Bezugsspannung des Meßgerätes abweicht. Die Bezugsspannung ist jene Spannung, die der Widerstandsskala des Meßgerätes zugrunde gelegt ist. Als Bezugsspannung wird meist die höchstmögliche Transformator-Klemmenspannung (z. B. 240 V) verwendet. Der auf diese Weise auftretende Meßfehler wird bei den bekannten Meßgeräten durch eine entsprechende Änderung des Spannungsmesser-Innenwiderstandes ausgeglichen, was durch Änderung eines Regeiwiderstandes von Hand geschieht. Diese vor der Hinzuschaltung des Meßbelastungswiderstandes erfolgende Widerstandseinstellung wird beispielsweise so vorgenommen, daß der Meßzeiger auf die Bezugsspannungsmarkierung zeigt.
• Der andere Meßfehler tritt auf, wenn die an der Meßstelle anstehende Netzspannung von der Transformator-Klemmenspannung abweicht. Diese Abweichung wrid durch die Netzlast, d. h. durch die Gesamtheit aller im Netz angeschlossenen Verbraucher, verursacht.
• Dieser Meßfehler ist am größten und prozentual ausgedrückt gleich der durch die Netzlast verursachten prozentualen Netzspannungsabsenkung, wenn die Netzlast an der Meßstelle oder bei einer nach der Meßstelle liegenden Leitungsstelle angeschlossen ist.
• Der Meßfehler wird dagegen entsprechend geringer, je mehr die Netzlast von der Meßstelle in Richtung der Stromquelle entfernt liegt. In der Praxis ist die Netzlast im allgemeinen nicht an einer bestimmten Leitungsstelle konzentriert, sondern auf die ganze Leitungsstrecke verteilt. Bei der exakten Ermittlung des prozentualen Meßfehlers müßte daher diese Verteilung ermittelt und bei der Berechnung berücksichtigt werden.
• Berechnungen und praktische Meßergebnisse zeigen, daß in den meisten Fällen der durch die Netzlast verursachte Meßfehler im Bereich zwischen etwa 70 und 100 O/o der durch die Netzlast verursachten Spannungsabsenkung liegt. Für die praktische Meßtechnik ist es daher zweckmäßig, diesen Meßfehler im obigen Sinne mit 100 O/o anzusetzen, d. h. den prozentualen Meßfehler gleich der prozentualen Spannungsabsenkung zu setzen. Auf diese Weise wird in jedem Meßfalle ein Ergebnis, das größere Sicherheit vortäuscht, vermieden, ohne daß im Einzelfalle ein nennenswerter Meßfehler in Kauf genommen werden muß.
• Die Frage, ob eine gegebene Netzspannungsabweichung auf die veränderte Transformator-Klemmenspannung, auf die Netzlast oder auf beide Ursachen zurückzuführen ist, kann im allgemeinen nicht beantwortet werden, da der Netztransformator und damit auch seine Anschlußklemmen meist unzugänglich oder meßtechnisch schwer erreichbar sind.
• Es ist eine Meßschaltung bekannt, bei der der durch die Netzlast verursachte Meßfehler ausgeglichen wird. Der Nachteil dieser Schaltung besteht in einem relativ großen Bedienungsaufwand.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den beim Abweichen der Netzspannung von der Bezugsspannung auftretenden Meßfehler ohne großen Bedienungsaufwand auszugleichen.
• Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Schaltung der eingangs näher bezeichneten Art, erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Der Anspruch 2 betrifft eine vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der Schaltung nach Anspruch 1.
• Die spannungsabhängige Widerstandscharakteristik hat zur Folge, daß, z. B. bei abgesenkter Netzspannung, das Spannungsgerät einen entsprechend veränderten Innenwiderstand besitzt und auf diese Weise die Differenzspannung und damit der gesuchte Netz-Innenwiderstand richtig angezeigt wird.
• Es ist zwar eine Schaltung zur Netz-Innenwiderstandsmessung, die ohne Fremdspannungsquelle und mit einem Meßbelastungswiderstand arbeitet, bekannt, bei der die Spannungsmeßanordnung ebenfalls einen spannungsabhängigen Widerstand besitzt, doch hat bei dieser Schaltung der spannungsabhängige Widerstand die Funktion eines Brückengliedes innerhalb einer Brückenschaltung und dient lediglich zur Skalendehnung, d. h. zur Erhöhung der Anzeigegenauigkeit. Im Gegensatz dazu dient der spannungsabhängige Widerstand bei der erfindungsgemäßen Schaltung ausschließlich zur Beseitigung des obenerwähnten Meßfehlers.
• Eine beispielsweise Ausgestaltung der Schaltung nach der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Die bekannte Spannungsmeßschaltung, nämlich die Reihenschaltung aus Meßwerk 1, festem Widerstand 2 und einstellbarem Widerstand 3 ist gemäß der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung durch einen spannungsabhängigen Widerstand 4 ergänzt. Er ist mit dem einen Ende am Abgriff (Schleifkontakt) des einstellbaren Potentiometers und mit dem anderen Ende an einem Außenanschluß desselben angeschlossen. Die vier Widerstände besitzen bestimmte Werte. Wenn das Netz völlig unbelastet ist (RNL = oo) und an der Meßstelle die Meßgerät-Bezugsspannung gegeben ist, dann wird der Regelwiderstand 3 so eingestellt, daß sein voller Wert in Reihe liegt. In dieser Stellung ist der spannungs abhängige Widerstand 4 kurzgeschlossen, und die Meßanordnung ist mit der bekannten Schaltung identisch. Der gesuchte Netz-Innenwiderstand wird richtig angezeigt.
• Ist dagegen die Netzspannung an der Meßstelle kleiner als die Meßgerät-Bezugsspannung, was im allgemeinen auf eine vorhandene Netzlast (RNL <oo) zurückzuführen ist, so wird der Schleifkontakt des Widerstandes 3 so eingestellt, daß auch jetzt der Meßzeiger von 1 zur Bezugsspannungsmarkierung zeigt.
• Auf diese Weise wird der spannungsabhängige Widerstand 4 zu einem Teil des Potentiometers 3 parallel geschaltet. Je mehr die Netzspannung von der Bezugsspannung nach unten abweicht, um so größer wird der Grad der Spannungsabhängigkeit des Spannungsmesser-Innenwiderstandes und um so größer wird der angezeigte Wert der Spannungsdifferenz bzw. des Netz-Innenwiderstandes. Gegenüber der bekannten Meßschaltung wird auf diese Weise der sonst auftretende Meßfehler ausgeglichen, wenn nach der Hinzuschaltung des Belastungswiderstandes Rg, mit Hilfe des Schalters 5, der gesuchte Wert RNI angezeigt wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Schaltung zum Messen des Innenwiderstandes eines Wechselstromnetzes, beruhend auf der Bestimmung einer durch einen Meßbelastungswiderstand bewirkten, durch eine Spannungsmeßeinrichtung angezeigten Spannungsabsenkung, mit Mitteln zum Vermeiden eines durch eine Netzsollspannungs-Abweichung bedingten Meßfehlers, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsmeßeinrichtung (1 bis 4) oder ein in einem Parallelpfad zum Meßbelastungswiderstand (ruß) liegender, an die Spannungsmeßeinrichtung angeschlossener Widerstand einen derart bemessenen spannungsabhängigen Innenwiderstand hat, daß die angezeigte Spannung im Sinne einer Vermeidung des durch die Netzsollspannungs-Abweichung bedingten Meßfehlers verändert ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, bei der die Spannungsmeßeinrichtung aus einem Meßinstrument mit Vorwiderstand besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (3) ein Potentiometer ist, dessen einstellbarer Abgriff über einen spannungsabhängigen Widerstand (4) mit dem einen der beiden anderen Potentiometeranschlüsse verbunden ist.