" A r c h i v f l i t 132 Geyger, Uber neue eisenlose elektrodynamische Pr~izisions-Leistungsmesser. Elektroteclmik.

ii

Uber neue eisenlose elektrodynamische Priizisions-Leistungsmesser hoher Empfindlichkeit.

V o n

Wilhelm Qeyger, Frankfurt a.M. (Mitteilung aus dem Laboratorium der Hartrnann & Braun A.-G.)

E i n l e i t u n g .

Ftir Wechselstrom-Leistungsmessungen bei grof~er Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung (z. B. Verlustmessungen an Transformatoren und Kabeln) ben6tigt man hochempfindliche eisenlose elektrodynamische Prgzisions-Leistungs- messer, die so beschaffen sind, dab bei der h6chstzul/issigen Strombelastung der Mefiwerkspulen der Endausschlag ungef~ihr bei cosfp = o,I erreicht wird, und daf~ der Eigenphasenfehler des Instrumentes verschwindend klein ist. Infolge der durch die hohe Empfindlichkeit bedingten verh~iltnism~ifiig schwachen mechanischen Gegen- kraft (Bandaufhfingung des beweglichen Systems) werden derartige Instrumente, wenn sie nicht astatisch gebaut sind, dutch magnetische Fremdfelder stark beein- flugt. Deswegen ist es zweckm~ifiig, solche Instrumente astatisch auszuffihren, um die Beeinflut3barkeit dutch homogene Fremdfelder v611ig auszuschalten und den Einflug inhomogener Fremdfelder soweit als mSglich herabzusetzen.

Beztiglich der bisher bekannt gewordenen Ausffihrungsformen eisenloser elektro- dynamischer Leistungsmesser sei auf die einschl/igige Literatur 1 hingewiesen. Man war frfiher allgemein der Ansicht, dab derartige Instrumente , u m das Auftreten von Wirbelstr6men und Wirbelstromphasenfehlern zu verhindern , unter strengster Ver- meidung jeglicher Metallteile aufgebaut werden mtigten, und bei den ~ilteren Kon- struktionen waren mit Ausnahme der Drahtwicklungen, der Verbindungsschrauben und Anschltisse alle Metallteile ~ingstlich vermieden. Infolgedessen waren die mecha- nischen Eigenschaften und die W~irmebest~indigkeit dieser Konstruktionen ungtinstig und beeintr~ichtigten ihre praktische Brauchbarkeit. In neuerer Zeit werden solche Instrumente unter Verwendung yon Metallteilen mit hohem spezifischem Widerstand aufgebaut, welche bei groger mechanischer Festigkeit und W~irmebest~indigkeit das Auftreten yon Wirbelstr6men in praktisch ausi'eiehendem Mafle verhindern.

Im folgenden werden neue eisenlose elektrodynamische Pr~izisions-Leistungs- messer beschrieben 2, welche ein hochempfindliches, astatisch aufgebautes Megwerk (Bandaufh~ingung des beweglichen Systems) besitzen und bei mechanisch gfinstigem Aufbau (Konstruktion des Mefiwerkgestelles aus Widerstandsmetall) einen ver- schwindend kleinen Eigenphasenfehler haben. Die Iustrumente sind daher ftir Eisen-

verlustmessungen und Kabeluntersuchungen besonders geeignet.

A u f b a u des Met~werkes .

Bild I zeigt den Aufbau des Megwerkes. Die feststehende I-Iauptstromspule besteht aus zwei gleichartigen, nebeneinander angeordneten Teilen, zwischen denen sich die an einem Bronzeband aufgeh/ingte Achse des beweglichen Systems befindet. Die beiden Teile der Hauptstromspule k6nnen zwecks Erzielung zweier im Ver- h/iltnis 1:2 stehender Strommegbereiche mittels eines Laschenschalters in Reihe

1 Vgl. z. B. Ke ina th , Die Technik der elektrischen Megger~ite. Verlag Oldenbourg, Auf- lage z92i, S. I49--I66. -- Drysdale und Jolley, Electrical measuring instrumentes. Verlag Benn, London, I. Teil, S. 3o0--363.

Die Instrumente wurden vom Verfasser bei der Firma Hartmann & Braun A. G., Frank- furt a.M,, ausgebildet und werden yon dieser Firma in der beschriebenen Ausffihrungsform (Type ,,EAw") in den Handel gebracht.

XIX. Band. ~927. Geyger , 0bet neue eisenlose eIektrodynamische Pr~zisions-Leistungsmesser. 133

oder parallel geschaltet werden. Innerhalb und oberhalb der Hauptstromspule ist je eine dtinndr~ihtige Drehspule, die yon einem der Spannung proporti0nalen Strome durchflossen wird, auf der Achse befestigt. Die beiden Drehspulen (Spannungs- spulen) sind gleichartig beschaffen und derart in Reihe geschaltet, dab die vom Hauptstrome ausgeiibten Drehmomente sich addieren, w~ihrend die yon einem ~iut~eren homogenen Fremdfelde hervorgerufenen Drehmomente sich aufheben. Dutch ge- eignete Dimensionierung der rechteckig geformten Mef~werkspulen ist ein praktisch linearer Skalenverlauf erreicht worden (vgl. Bild 5) 1.

Die beiden Teile der Hauptstromspule werden mittels Backen aus Isolations- material an den flachen Spulentrgtgern des aus Widerstandsmetall gegossenen Meg- werkgestelles angepregt und unbeweglich festgehalten. Das Megwerkgestell, welches

Bild i. Aufbau des Megwerkes.

sich durch groge mechanische Festigkeit und Unver~inderlichkeit auszeichnet, tr~igt auch alle iibrigen Teile des Megwerkes (Bandaufh~ingevorrichtung, D~mpferkasten- tr~iger mit Diimpferkasten, Skalentr~iger mit Skale und Libelle), sowie die inneren Stromzufiihrungsklemmen flit die Megwerkspulen und die Widerst~inde des Span- nungspfades.

Die einzelnen Bestandteile des Meflwerkgestelles sind so geformt, dat~ das Auftreten yon WirbelstrSmen in praktisch ausreichendem Mal~e verhindert wird, und sind dutch isolierende Zwischenstiicke voneinander elektrisch getrennt, um Wirbel- strombahnen zu vermeiden.

Die Bandaufh~ingevorrichtung ist drehbar (zur Nullpunkteinstellung) auf einer aus Widerstandsmetall hergestellten Brticke befestigt, an der eine Arretiervorrichtung fiir das bewegliche System angebracht ist. Die wirksame L~inge des Bronzeauf-

i Die M6glichkeit, dab man bei eisenlosen elektrodynamischen Leistungsmessern mit ge- w6hnlichen Spulen yon bestimmten Verh/iltnissen zwischen Wicklungsbreite und Wicklungs- h6he einen praktisch linearen Skalenverlauf erreichen kann, hat zuerst G6rner bei den yon Hartmann & Braun schon seit 1899 hergestellten Pr~izisions-Leistungsmessern gezeigt.

Archiv flit 13~ Geyger , f)ber neue eisenlose elektrodynamische Pr~izisions-Leistungsmesser. Elektroteclmik.

h/ingebandes und somit seine Richtkraft kann mittels einer verschiebbaren Band- klemrnvorrichtung nach Bedarf ver~indert werden, um die Empfindlichkeit des In- strumentes, also die Instrumentkonstante auf den gewfinschten Wert einstellen zu k6nnen. Als Skalentr~iger dienen vier kleine S~iulen, die, ebenso wie die Libelle, am oberen Teile des Mef~werkgestelles angeordnet sind. Am oberen Ende der Achse ist der fiber der spiegelunterlegten Skale (Spiegelbogen) sich bewegende Messerzeiger befestigt, am unteren Ende befinden sich D/impferflfigel (Glimmerflfigel) und Balanzier- einrichtung (zwei Balanziergewichte).

Der dicht neben der Hauptstromspule angeordnete Dfimpferkasten ist zwecks Vermeidung yon Wirbelstr6men aus Isolationsmaterial hergestellt und innen mit Metatlfolie fiberzogen, um St6rwirkungen (z. B. durch elektrostatische Aufladungen) auszuschalten. Der aus Widerstandsmetall bestehende D/impferkastentr/iger ist einer- seits mit dem Meflwerkgestell, andererseits mit dem D~impferkasten fest verschraubt und verleiht diesem ausreichende mechanische Festigkeit und W/irmebest/indigkeit. Die inneren Stromzuffihrungsklemmen ffir die Strom- und Spannungsspulen, sowie die Widerst/inde und Verbindungsklemmen des Spannungspfads sind an zwei Klemm- leisten aus Isolationsmaterial geschraubt, welche am oberen Teile des Megwerk- gestelles befestigt sind. Die Enden der Drehspulen sind fiber dfinne GoldNinder mit verschwindend kleiner Richtkraft mit den zugeh6rigen inneren Stromzuffihrungs- klemmen verbunden, wghrend die festen Spulen an ihre inneren Stromzuffihrungs- klemmen unmittelbar und an die entsprechenden/iugeren, am Geh/iuse angeordneten Anschlut~klemmen fiber einen Laschenschalter angeschlossen sind.

Bild 2 zeigt den Gesamtaufbau der Geh~iusegrundplatte verschraubt,

Bild 2, G e s a m t a u f b a u des I n s t r u m e n t e s .

Gesamtaufbau des Instrumentes.

des Instrumentes. Das Meflwerkgestell ist mit welche mit den Seitenwtinden des Gehtiuses

durch Verschraubung trennbar verbunden ist. Das Mel3werk kann daher durch L6sen mehrerer Schrauben von den einzelnen Teilen des Ge- htiuses leicht getrennt und freigelegt werden. Grundplatte und Seitenwtinde des Geh~iuses sind aus poliertem Nul3baumholz gefertigt. Der aus Widerstandsmetall gegossene email- lierte Gehtiusedeckel trtigt einen Dora zur Auf- nahme der Bandaufh/ingevorrichtung, sowie den zur Bet/itigung der Arretiervorrichtung dienen- den Drehgriff. An der vorderen Seitenwand des Gehttuses sind zwei Stellschrauben zum Wagrechtstellen des Instrumentes und die Ein- stellschraube ffir die Nullpunktkorrektion vor- gesehen; an der hinteren Seitenwand sind die Ansch|uf~klemlnen ffir Strom- und Spannungs- pfad nebst den zugeh6rigen Klemmenbezeich- nungen, eine Erdungsschraube, der Strom-

spulen-Laschenschalter und ein Kurzschliei~er ffir den Strompfad angeordnet.

Abmessungen und Belastbarkeit der Megwerkspulen. Die ~iut3eren Abmessungen der beiden feststehenden, nebeneinander angeord-

neten Teile der Hauptstromspule sincl aus Bild 3 (Mat3e in ram) ersichtlich. Die Wicklung dieser Spulen wird in der Weise ausgeffihrt, dat~ zun~ichst eine gewisse Anzahl diinner, seideumsponnener Kupferdriihte verdrillt und dann auf ein ent- sprechend ausgebildetes Wickelfutter in einer gewissen Anzahl Windungen zusammen

XIX. Band. i927. Gey ge r, Uber neue eisenlose elektrodynamische Pr~iz]sions-Leistungsmesser. 135

aufgewickel t werden. Die Anzah l der verdr i l l ten E inze !d f i i h t e u n d die W i n d u n g s - zahl wird dem zu erz ie lenden S t r o m m e g b e r e i c h en t sp rechend gew~ihlt. In Ta be l l e I

F - - 77 "-t ~- -20~

I ...... I / li "L

L I

I

. . . . . . . . . i |

Bild 3. Abmessungen der feststehenden Hauptstromspule.

s ind die W i c k l u n g s d a t e n sowie die ( u n g e f i i h r e n ) W i d e r s t a n d s - und Induktivi t~i tswerte der Spu lenpaa re ffir die e inze lnen Strommef~bereiche (A bis F) zusammenges te l l t .

T a b e l l e i.

Strom- Mefl-

bereich

Nenn- strom

Ampere

Win- Hochst- duugszahl strom der Schaltung der Einzel-

EinzeI- spulen

Ampere spulen

Gesamt- windungs. zahl der Itaupt- strom- spule

Anzahl der ver- driliten Einzel- dr~hte

Art der ver- drillten EinzeI-

dr~thte

Wider- ! stand des ] [nduktivit~

Strom- des Str om- pfads [ pfads

ca. Ohm[ ca. Henry

A

0,05

0,I

0,5 400

i 40o

Reihenschaltung

Parallelschaltung

8oo

400

0,40 mm Durchm. Kupfer, 2real Seide

0,4o mm Durchm. Kupfer, 2mal Seide

2o 4 X IO -~

5 I XlO -2

0,I

0,2

t 0,2

O~4

200

200

Reihenschaltung

Parallelschaltung

400

200

2 0,40 mm Durchm. Kupfer, 2mal Seide

0,40 mm Durchm. 2 Kupfer, 2mal Seide

I 00

I00

Reihenschaltung

Parallelschaltung

200

I0 0

1,5

4 0,40 mm Durchm. 2 Kupfer, 2mal Seide

0,40 mm Durchm. 4 Kupfer, 2mal Seide o,5

I X!o -2

2,5 X IO--'

2,5•

6 X IO -~

D

E

0,25

5

0,5

I

2,5

5

5

IO

8o

80

Reihenschaltung

Parallelschaltung

160

80

3 0,50 mm Durchm. Kupfer, 2real Seide

0,50 mm Durchm. 3 Kupfer, 2mal Seide

4 ~

4o

Reihenschaltung

Parallelschaltung

8o

4o

6 o,5o mm Durchm. Kupfer, 2mal Seide

o,5o mm Durchm, 6

Kupfer, 2real Seide

1,2

o~3

0,35

0,09

1,6X IO--'

4 X 10 -4

4 X lO _ 4

I X IO - 4

F

I

2

I0

2o

20 Reihenschaltung

20 Parallelschaltung

40

20

12 0,50 m m D u r c h m .

Kupfer, areal Seide

i2 / ~176 mm Durchm. / Kupfer, 2real Seide

0~08 I X IO - 4

0,02 2 , 5 X I 0 - 5

ArcMv f i i r

136 Geyger , ~ber neue eisenlos e elektrodynamische Pr&zisions-Leistungsmessar. Elektr0technik.

Durch diese Wicklungsart der festen Spulen wird eine weitgehende Unter- teilung ihrer einzelnen Stromleiter erzielt und hierdurch das Auftreten yon Wirbel- str6men und Skineffekt in denselben verhindert. NachFertigstellung der Wicklung und Entfernung des Wickelfutters werden die Spulen mit Seidenband bandagiert , mit Isolierlack durchtr~inkt und im W~irmeschrank getrocknet. Die so hergestellten Spulen haben geniigende mechanische Festigkeit; eine Deformation derselben ist ausgeschlossen, zumal ihre Vertikalseiten durch die zur Befestigung der festen Spulen

dienenden Klemmbacken versteift und in I

', r " - a s - ,,,,, I I I I

. . . . . - 1 - - : : : : : : : ~ : : : : : : =

| | i

. . . . . . . . . . . . . : !

Bild 4. Abmessungen der beiden Drehspulen (Spannungsspulen).

ihrer Lage unver~inderlich festgehalten werden.

Die beiden auf der Achse tiberein- ander angeordneten Drehspulen haben die aus Bild 4 (Mal~e in ram) ersichtlichen Ab- messungen. Diese Spulen werden aus diinnem seidenumsponnenem Aluminium- draht (o,I mm Drahtdurchmesser) gewickelt (Windungszahl jeder Spule: 200; O h m - scher Widerstand jeder Spule : etwa 82 Ohm; Induktivit~it jeder Spule: o,ooi8 Henry), mit Isolierlack durchtr/inkt und dann ge- trocknet; sie weisen ebenfalls hinreichende

mechanische Festigkeit auf. (Gewicht jeder Drehspule: 1,2 g.) Die Belastbarkeit der Mel3werkspulen sei im folgenden dutch die bei Dauer-

schaltung erzielbaren Amperewindungen gekennzeichnet. Das MeBwerk ist so be- schaffen, dab bei 40 AW der festen Spulen, je 3 AW der Drehspulen (DrehspuP strom: o,oi5 Ampere) und cos q~ = I der Endausschlag erreicht wird. Die festen Spulen diirfen dauernd mit einem 4oo AW entsprechenden Strome, also mit dem Iofachen Wert des Nennstromes, belastet werden. Die Drehspulen dfirfen dauernd mit einem Strome yon 0,o3 Ampere 0e 6 AW der Drehspulen), entsprechend dem 2fachen Wert der Nennspannung, beschickt werden. Beispielsweise wird also mit 40o AW der Hauptst.romspule und je 6 AW der Drehspulen (Drehspulstrom: o,o3 Ampere) bei cos cp = o,o5 Endausschlag erreicht.

Charakteristische Eigenschaften des Instrumentes. Die wirksame L~inge des Bronzeaufh~ingebandes (Querschnitt des Bandes:

o,3'o, o2 mm) wird vor der Eichung des Instrumentes durch Verstellen der ver- schiebbaren Bandklemmvorrichtung so eingestellt, daft der Zeigerausschlagswinkel

0 &5 & 1 A 30, 75 & 150 V 0

^ 50 60 '70 80 90 ,~- ,5 ~'~ ~ I I I I, t . / - - ' u u 110 Z

HARTMANN & BRAUN A:G. FRAN KFURTa/M, 0 ,t~ 918027 - - ~ 0

Bild 5. Skalenverlauf.

XIX. Band. 1927. C- e y g e r, l)ber neue eisenlose elektrodynamische Pr~zisions-Leistungsmesser. 137

bei 4o AW der Hauptstromspule, je 3 AW der Drehspulen und cos q)= I (Gleich- strom) etwa 8o 0 betr~igt (wirksame L~inge des Bandes: etwa 5 cm). Dem End- ausschlagwinkel yon 8o 0 entspricht ein Drehmoment yon etwa o,o22 gem. Der Skalenverlau[ ist in Bild 5 wiedergegeben, welches als Beispiel eine ISoteilige Skale (Nennstr6me: o,5 und I Ampere, Nennspannungen: 3o, 75 und 15o Volt) darstellt. Bemerkenswert ist, daf~ die Abweichungen des abgebildeten, durch Eichung er- mittelten Skalenverlaufs yon dem bei votlkommener Proportionalit~it ~iuSerst gering sind" die gr6Ste Abweichung betr~igt o,2 ~/o des Skaienendwertes.

Unter der elektrodynamischen Instrumentkonstante (K) wollen wir hier das Verh~iltnis des elektrodynamischen Drehmomentes ftir Endausschlag (D) zu dem diesem Drehmoment entsprechenden Produkt der Amperewindungen der festen und beweglichen Spulen (AWF'AWI)) verstehen:

D K -- AWF. AWD (I a)

Somit ist nach obigen Ausffihrungen: K - - 0 , 0 2 2

4o-6 -- 9,2" IO . 5 (Ib)

Der Anteil des yon der unteren bzw. oberen Drehspule erzeugten Dreh- momentes am Gesamtdrehmoment ergibt sich aus folgendem Versuchsresultat:

I. Wird die u n t e r e Drehspule bei 4 o A W der festen Spule, 3 AW der Dreh- spule und cos cp ~- I al 1 e in eingeschaltet, so betr~igt der Zeigerausschlagwinkel 7o,5 ~

2. Wird die o b e r e Drehspule bei 4o AW der festen Spule, 3 AW der Dreh- spule und cosq )~ I a l l e in eingeschaltet, so betr~igt der Zeigerausschlagwinkel 9,5 ~

3. Werden b e i d e Drehspulen bei 4o AW der festen Spule, je 3 AW der Drehspulen und c o s g ~ I z u s a m m e n eingeschaltet, so betriigt der Zeigeraus- schlagwinkel 8o ~

Der Drehmomentanteil der u n t e r e n Drehspule betr~igt 88 ~o, der der o b e r e n Drehspule I2 %.

Das Gesamtgewicht des beweglichen Systems ist 9,5 g, die Einstelldauer (Be- ruhigungszeit) des Zeigers (ZeigerI~inge: IO cm) etwa 5 sec. Der Geh~iusekasten ist 21 cm lang, I9 cm breit und 14 cm hoch; die H6he des Domes ist IO cm. Das Gesamtgewicht des Instrumentes betr~igt etwa 5 kg.

S c h a l t u n g des S p a n n u n g s p f a d e s . Die Schaltung des Spannungspfades ist in Bild 6 dargestellt. Die beiden astatisch

geschalteten Drehspulen SD sind mit dem phasenfehlerfrei gewickelten Vorwider- stand Rv in Reihe geschaltet, der teilweise durch einen Kondensator C tiberbriickt ist. Es bedeuten:

i

L I ~ J o

I

Bild 6. Schal tung des Spannungspfades .

LD und RD die gesamte Induktivit~it und den gesamten O hmschen Widerstand der Drehspulen nebst Goldbandzuleitungen,

R ~ RD + Rv den gesamten Ohmschen Widerstand des Spannungspfades, C die Kapazit~it des l[lberbr~ckungskondensators,

Rc den tiberbr~ckten Teil des Vorwiderstandes Rv, E die am Spannungspfade wirksame Spannung, Jo den in den Drehspulen flieSenden Strom.

Archly fiat 138 C- e y g e r, l)ber neue eisenlose elektrodynamische Pr~zisions-Leistungsmesser. Elektrotechnik.

Der benutzte Wechselstrom sei sinusf6rmig mit der Kreisfrequenz co. Ffir den Drehspulstrom gilt, wie leicht abzuleiten ist:

E = ( 2 a )

JD ~ ( Rc )2+ co, (L h ) Rc ~" C 3' R - - Re -~- I "@ (Rc co C) 2 I q- (Rc co C) 2

Rc 2' C LD - -

I 4- (Rc ~o C) 2 (3 a) t g , ~ (JD" E) = ~o Rc

R - - R c q - I + (Rc co C) 2

und bei der Kleinheit der in Betracht kommenden Phasenwinkel: E

JD = ~-, (2 b)

LD -- Rc ~. C tg <>~ (JD, E) = ~o R (3 b)

Wird Rc 2. C = LD gewahlt, so ist der Drehspulstrom JD bei alien Spannungs- mefibereichen mit der am Spannungspfade wirksamen Spannung E phasengleich.

Der Kondensator C erm6glicht also, die durch die Induktivit~it der Drehspulen verursachte Phasenabweichung des Spannungspfades auf Null zu bringen. Dies wird dadurch erreicht, daft die induktive Phasenabweichung durch eine gleich groSe kapazitive Phasenabweichung kompensiert wird. Bei den beschriebenen Instru- menten ist:

LD = 0,0036 Henry; Rc = IOOO Ohm; C = 0,0036 Mikrofarad. Als Kapazit~it wird ein kleiner Glimmerkondensator verwendet, welcher am

Mefiwerkgestell seitlich befestigt ist. Die Anzapfung A des Vorwiderstandes RV dient zur Schaffung mehrerer Span-

nungsmegbereiche. Um beim praktischen Gebrauche die Instrumente und die zur Erweiterung des Spannungsmefibereichs dienenden getrennten Vorwidersfiinde be- liebig vertauschen zu k6nnen, sind die einzelnen Widerst~inde des Spannungspfades und der in ihm fliefiende Strom (Drehspulstrom) auf runde Werte gebracht, und zwar betr~igt f/it die Nennspannung 15o Volt der Gesamtwiderstand (R) des Span- nungspfades IOOOO Ohm, der Drehspulstrom (JD) o,o15 Ampere. Der Spannungs- pfad darf abet mit o,o3 Ampere, entsprechend dem 2fachen Wert der Nennspan- hung, dauernd belastet werden. Hierdurch ergeben sich mehrere Spannungsmefl- bereiche, die dem jeweiligen Verwendungszweck angepaflt werden k6nnen. Der im Instrument eingebaute Spannungspfad ist normalerweise ffir die Nennspannungen 3o, 75 und 15o Volt eingerichtet, kann jedoch auch ffir andere Nennspannungen bis herab zu I5 Volt ausgefiihrt werden. Tabelle II zeigt als Beispiel verschiedene Mel3bereiche und Anwendungsm6glichkeiten eines Instrumentes fiir die Nennstr6me o,5 und I Ampere und fiir die Nennspannungen 3o, 75 und I5O Volt.

Dutch Reihenschaltung des im Instrument eingebauten Spannungspfades mit getrennten phasenfehlerfreien Vorwiderst~inden k6nnen h6here Spannungsmefibereiche (bis etwa 6ooo Volt) geschaffen werden. Hierffir wurden vom Verfasser in be- sonderer Weise gewickelte Vorwiderst/inde ausgebildet, die sich durch ausreichende kleine Phasenabweichung ( ~ 0,3 min bei 5o Per/sec) und einfache Herstellungsweise auszeichnen. 121ber diese Widersfiinde soll in einer sp~iteren Arbeit ausffihrlieher berichtet werden.

Messung des Wirbelstrom-Phasenfehlers. Das yon dem in der festen Spule fliefienden Hauptstrom erzeugte magnetische

Feld, in dem sich die beiden Drehspulen bewegen, soll mit diesem Strome phasen- gleich sein. Werden in den tier Hauptstromspule benachbarten Teilen des Meg-

XIX. Band. ~927. , G e y g e r , l )ber Ileue eisenlose elektrodynamische Pr/izisions-Leistungsmesser. 139

T a b e l l e 2.

Sehaltung der Spulen- hMften des Strom-

pfades

Reihenschaltung

Parallelschaltung

I Ampere- Strom JF win-

I dungen m Strom- I des

pfad Strom- pfades

Ampere AWv

o~o5 40

O,I

Scha tung des Gesamt- Spannung I widerstand / E am I Strom JD ~pannungs-

- ~ '1 R des ( Span- I im Span- p . . . . . Spannnngs-! "n~h~" I

(Klemmen- p.fades ] p a nungspfad

bezeiehnung) Ohm Volt Ampere

, ,o--I5oV" [ ioooo 15o ,,o-- 75 V" I 5 ~ 75 o,oi5 ,,o-- 30 V" I 2000 3 ~

Ampere- ] windungen I Lei- der Dreh- I stungs-

spulen faktor

AWD cos ~o

je 3 I

Zeiger- ausschlag

Grad

800

Reihenschaltung

Parallelschaltung

Reihenschaltung

Parallelschaltung

Reihenschaltung

Parallelschaltung

Reihenschaltung

Parallelschaltung

Reihenschaltung

Parallelschaltung

Reihenschaltung

ParallelschaItung

Reihenschaltung

Parallelschaltung

0,05

O,I

0,025

0,05

4o

20

0~I 80

0~2

0,5 400

1

0,5 4oo

I

0,5

I

o,5

I

400

400

.o--15o ,,o-- 75 , ,O-- 3 0

V " IOO00

V " 5000

V " 2000

, , 0 - - I 5 ~ V"

, ,o-- 75V" ,,O-- 3 ~ V"

,,o--I 5 ~ V" ,,o-- 75V" ,,o-- 30 V"

, , 0 - - I 50 V"

,,o-- 75V" , , o - - 3 ~ V"

, , o - - I 5 ~ V "

,,o-- 75 V" ,,o-- 30 V "

, ,O--I 5 ~ V "

,,o-- 75V" , , o - - 3 ~ V"

, ,O--I 5 ~ V "

. o - - 75 V" , o - - 3 ~ V"

IOOOO

5000

2000

IO000

5000 2000

IOOO0

5ooo 2000

IOOOO

5000 2000

IO00O

5ooo 2000

IOOOO

5000 2000

3oo

15o 60

300

15o 6o

I5o 75 30

15 7,5 3

30 15 6

I5O 75 30

3o0

I5o 6o :

0,03

0,03

O,O15

o ,oo i 5

0,003

o,o15

0,03

je 6

je 6

je

je 0,3

je 0,6

je 3

je 6

o,5

o,5

0,5

O~I

0,05

80 o

800

800

800

8o 0

800

8o 0

1

L L. Bild 7- Kompensationsschaltung zur Messung

des Wirbelstrom-Phasenfehlers.

oo le e

f

p L : ~ . j

Bild 8. Phasenlage der Kompensationsspannungen zum prim~iren Strome bei der Mefianordnung

nach Bild 7.

we rkes (z. B. Mef iwerkges te l l , D / i m p f e r k a s t e n , Be fe s t i gungssch rauben ) ode r in den S t r o m l e i t e r n de r H a u p t s t r o m s p u l e W i r b e l s t r S m e induzier t , so e rzeugen d i e se W i r b e l - s t r 6me zus~itzliche Fe lde r , we lche sich mi t d e m H a u p t s t r o m f e l d zu d e m resu l t i e renden , auf d ie D r e h s p u t e n w i r k e n d e n F e l d z u s a m m e n s e t z e n , da:s mi t d e m H a u p t s t r o m n ich t

Archiv f. Elektrotechnik. XIX. Band. 2. Heft. IO

Archiv fiir 140 �9 G e y ge r, l~lber neue e{senlose elektrodynamische Pr~zisions-Leistungsmesser. Elektrotechnik.

gleichphasig ist. Das wirksame (resultierende) Feld der Hauptstromspule ist in diesem Falle gegen den Hauptstrom um einen gewissen Phasenwinkel nach rfick- w/Jrts verschoben, der bei Verwendung des Instrumentes als Leistungsmesser den dutch die Wirbelstr6me verursachten Phasenfehler (Wirbelstrom-Phasenfehler) darstellt.

Bei der Ausbildung der beschriebenen instrumente war es notwendig,-den Wirbelstrom-Phasenfehler unter verschiedenen Versuchsbedingungen direkt zu messen. Hierzu wurde die im folgenden beschriebene Kompensationsmethode benutzt. Bild 7 zeigt die Mel%anordnung.

Die prim/iren Spulen $1', Sa" zweier eisenloser, phasenfehlerfrei aufgebauter Variatoren ffir gegenseitige Induktion sind mit der Hauptstromspule SF des zu unter- suchenden Instrumentes und mit einem Schleifdraht R~ nebst Nebenwiderstand Rn hintereinander geschaltet und an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Die sekun- d/iren Spulen S~', $2" der beiden Variatoren sind fiber das als Nullinstrument dienende Vibrationsgalvanometer V.G. mit den astatisch in Reihe geschalteten Drehspulen SD', SD" verbunden. Die in den Variatorspulen S,', S=" vom Prim~irstrome J indu- zierten EMK e', e" sind gegen J um 9 ~ in der Phase verschoben. Die in den Drehspulen SD', SD" vom wirksamen (resultierenden) Felde q~ induzierte EMK eD ist gegen q~ um 9 ~ verschoben. Bezeichnet ~ den Phasenwinkel zwischen q~ und J, so ist die EMK eD um 9 ~ + e gegen den Prim~rstrom J verschoben. Am Schleif- draht Ru kann zwischen dem Anfangspunkt A und dem Schleifkontakt K die mit J phasengleiche, im Kompensationskreis wirksame Zusatzspannung p abgegriffen werden.

Werden die Spulen so geschaltet, dab die einerseits in den Variatorspulen S~', S~", anderseits in den Drehspulen SD', SD" induzierten EMKe gegeneinander wirken, so l~if~t sich bei geeigneten Abmessungen dieser Spulen und der Wider- st~inde R~, RN der Strom im Kompensationskreis dutch wechselweises Verstellen der Variatorspulen und des Schleifkontaktes vollkommen auf Null bringen. Bild 8 zeigt das Diagramm bei abgeglichener Mef~anordnung.

Es bezeiehnen ~7' und 7" die bei Stromlosigkeit des Vibrationsgalvanometers wirksamen gegenseitigen Induktivit~iten zwischen den Spulen S 1' und S~' bzw. $1" und $2". Ferner bezeiehne I a die Gesamtl~inge des Schleifdrahtes, 12 die bei Kom- pensation zwischen A und K abgegriffene Drahtl~inge. Der benutzte Wechselstrom sei sinusf6rmig mit der Kreisfrequenz ~o. Bei Stromlosigkeit des Kompensations- kreises gilt :

e ' + e " = J.co. (7' + ~"), (4)

Ru" RN 12 P --: J R ~ 2 ~ ll = J ' o (5)

und

P ~ (6) tg ~ = tg ~ (q~, J) - e' -[- e" - to (t/.-}- ~/')"

Da die Werte Ru, R~r und ]1 bei der Messung konstant sind, so kann ~) an einer unter dem Mel3draht angebrachten Skale unmittelbar abgelesen werden.

Die beiden Variatoren ($1', S=' dient zur Grobeinstellung und $1" , S2" zur Feineinstellung) mfissen phasenfehlerfrei aufgebaut (Wicklung aus parallel gesehalteten isolierten dfinnen Dr/ihten) und geeicht sein, um die bei Kompensation jeweilig ein- gestellten gegenseitigen Induktivit/iten ~', r/' ablesen zu k6nnen. Der zur Fein- einstellung dienende Variator SI" , $2" erleichtert die Einstellung der Kompensations- spannungen auf _Amplitudengleichheit. Diese Einstellung ist bei Anwendung eines einzigen Variators infolge der erforderlichen hohen Empfindlichkeit der Mel3anord- nung mit Schwierigkeiten verbunden.

X I X . B a n d , ~927. Geyger, ~lber neue eisenlose elektrodynamische PrS~zisions-Leistungsmesser. 141

Die Empfindlichkeit der Met;anordnung mug so hoch gew~ihlt werden, dab eine Phasenabweichung der beiden Kompensationsspannungen ( e ' + e") und eD yon etwa o,I min noch deutlich zu erkennen ist. Bei der yore Verfasser benutzten Anordnung war :

J = 5 Ampere; o )=314; t ] ' ~ I ' IO -3 Henry; ~ " ~ 1.1o -5 Henry; RN~--~I.IO -a bzw. 1-IO -4 Ohm; RM=o,2 Ohm; l l = 2 o o m m .

Die Kompensationsspannungen (e '+ e") und eD betragen also etwa 1,6 Volt. Um an den Drehspulen entsprechend hohe Spannungen zu erhalten, wurden

die normalen Drehspulen bei diesen Messungen durch solche mit h6herer Windungs- zahl (je 40o Windungen, o,I mm r Kupfer statt je 20o Windungen, o,I mm r Aluminium) ersetzt (Ohmscher Widerstand jeder Spule etwa 88 Ohm). Die Dreh- spulen wurden so eingestellt, dab ihre Windungsebene mit der der festen Spulen einen Winkel yon ungef~ihr 450 bildete. Das Vibrationsgalvanometer 1 hatte einen Ohmschen Widerstand yon 74 Ohm und zeigte bei einem Strome (Frequenz 5o) yon 8. Io - s Ampere (bei I m Skalenabstand) I mm Bildverbreiterung. Der for die Empfindlichkeit der Mef~anordnung mat;gebende gesamte Weehselstromwider- stand des Kompensationskreises betrug etwa 38o Ohm.

Sind die Kompensationsspannungen ( e ' + e") und eD der Gr6f~e nach einander gleieh, aber z. B. um o,I rain gegeneinander phasenverschoben, so wirkt im Kom- pensationskreis die Spannung (e' + e") . tgo, I', also bei J = 5 Ampere, ra = 314, 7]' q- ~ " = I " 10 -3 Henry eine Spannung von 1,57-2,9. Io -5 = 4,6. IO -~ Volt und

4,6" Io- 5 ein Strom yon 380 -- 1,2. IO- ? Ampere, der am Galvanometer eine noch deut-

lich erkennbare Bildverbreiterung yon 1,5 mm hervorruft. Nach dieser Methode wurde der dem Wirbelstrom-Phasenfehler entsprechende

Phasenwinkel e = ~r (@, J) unter verschiedenen Versuchsbedingungen gemessen. Durch systematische Versuche wurde die gtinstigste Anordnung des Mef~werk- gestelles ausfindig gemacht. Es zeigte sich, dab der Wirbelstrom-Phasenfehler durch Anwendung der erw~ihnten Maf~nahmen (Herstellung des Mei;werkgestelles aus Widerstandsmetall, Vermeidung von Metallteiten in der N~ihe der Hauptstrom- spule, Trennung der einzelnen Bestandteile des Met;werkgestelles durch isolierende Zwischenstiicke) auf einen verschwindend kleinen Wert ( , ~ o , I rain bei 50 Per/sec) herabgedrflckt ist.

Messung der Phasenabweichung des Spannungspfades. Zur Messung der Phasenabweichung des Spannungspfades wurde die vom

Verfasser in einer frtiheren Arbeit ~ behandelte Wechselstrombrticke benutzt. Der Spannungspfad (Bild 6) eines Instrumentes f/dr die Nennspannungen 3o, 75 und I5O Volt wurde in einen Zweig der Brtieke gesehaltet und die Phasenabweichung a = <)~ (E, JD) bei der Frequenz 50 gemessen ftir den Fall, dab der ~lberbriickungs-

.,

kondensator C nicht vorhanden ist. Dann wurde der Uberbriickungskondensator (C = 0,0036 Mikrofarad) angelegt und die Messung wiederholt. In Tabelle III sind die Megergebnisse zusammengestellt.

Der Unterschied zwischen den berechneten und gemessenen Werten betr~igt etwa 0,I min. Er riihrt davon her, dab die Phasenabweichung des Vorwiderstandes Rv, die bei der Bereehnung yon a gleich Null gesetzt ist, etwa 0,I min (kapazitiv) betriigt. Dureh entsprechende Anderung der Kapazit~it C kann man a auf Null bringen.

i Es wurde ein Vibrationsgalvanometer mit elektromagnetischer Abstimmung nach Scher ing und Schmidt (Zeitschr. f. Instrumentenkde. 35, I918, S. iund ETZ I918, S. 41o) verwendet.

Geyger, Arch. f. Elektrot. 17, 1926, S. 2oi. i O 1~

142 Archly fiir G e y g e r, uoer neue eisenlose elektrodynamische Prgzisions-Leistungsmesser. Elektrotechui~a

T a b e l l e III.

SchaItung des Gesamt- Spannungs- widerstand R

pfades des Spannungs- (Klemmen- pfades

bezeichnung) Ohm

, , o - - 3 ~ V"

,,o-- 75 V"

. o - - 1 5 o V "

2000

5000

IO OOO

Phasenabweichung a = 4j~ (E, JD) in min. o h n e Kondensator

berechnet

1,9t

(induktiv)

o,7s (induktiv

gemessen

1,84

(induktiv)

o,67

(induktiv)

0,30 (induktiv)

Phasenabweichung a = <)~ (E; JD) in min.

m i t Kondensator

0}39 (induktiv

berechnet gemessen

O~I 0

(kapazitiv)

O~I 1

(kapazitiv)

0~0 9

(kapazitiv)

G e s a m t p h a s e n f e h l e r d e s I n s t r u m e n t e s .

Da sowohl der Wirbelstrom-Phasenfehler, als auch die Phasenabweichung des Spannungspfades den Wer t o,I rain nicht fiberschreitet, so darf der Gesamtphasen- fehler des Instrumentes (bei Frequenz 5o) zu etwa o,I min angenommen werden. Dies entspricht beispielsweise, wenn der in der t-Iauptstromspule flieBende IO fache Nennstrom gegen die am Spannungspfad wirksame Nennspannung um 9o o phasen- verschoben ist, bei einer= praktisch linearen 15o teiligen Skale (Endausschlag bei cos q0 = o,I) einem Zeigerausschlag yon etwa 1/20 Skalenteil.

Einf luf l d e r g e g e n s e i t i g e n I n d u k t i v i t ~ t z w i s c h e n d e r H a u p t s t r o m s p u l e u n d d e n D r e h s p u l e n .

Wenn, wie es im allgemeinen der Fall ist, die Windungsebene der Drehspulen zur Windungsebene der Haupts t romspule n i c h t senkrecht steht, so wird vorn Felde der Hauptstromspule in den Drehspulen eine EMK und sornit ein die Drehspulen durchflieBender Strom erzeugt, welcher mit dem Hauptstromfeld ein zus~tzliches Drehmoment hervorruft. Dieses Drehmornent, d a s die Drehspulen senkrecht zur Hauptstromspule zu stellen sucht, verursacht einen Anzeigefehler, der ,,Wechsel- induktionsfehler" genannt wird. Im folgenden bedeuten:

D das dem Wechselinduktionsfehler entsprechende Drehmoment , J den Strom in der Hauptstromspule,

~o die Kreisfrequenz, die gegenseitige Induktivit~it der Hanptstromspule auf die Drehspulen,

e = J. ~0.~ die in den Drehspulen induzierte gesamte EMK, i den induzierten, im Drehspulkreis fliegenden Strom,

L d ie gesamte Induktivitiit des Drehspulkreises, 7 den Phasenwinkel zwischen e und i.

Bekanntlich ist D = const . J- i. cos ~ (J, i) = const . J. i . cos (90 + 7). (7 a)

Bei der Kleinheit yon 7 kann man unter Weglassung des Vorzeichens schreiben cos (9 ~ + 7) = sin 7 = tg 7 (8 a)

und D = const- J . i . tg 7. (7 b)

Da nun der gesamte O h m s c h e Widerstand und der gesamte Wechselstrom- widerstand des Drehspulkreises praktisch gleich dem O h m s c h e n Widerstand des Spannungspfades (R) zu setzen sind, so gilt (vgl. Bild 6):

i = J .co .~ (9) R '

XIX. Band ~927. Geyge r , ~ber neue eisenlose elektrodynamische Pr~zisions-Leistungsmesser. 143

und

L - - Rc ~" C t g T = t g ~ ( e , i )=o~. R (8b)

J~" r*J~" ~ �9 (L - - Rc 2. C) (7 c) D = const. R~

Nun ist nach obigen Ausftihrungen Rc 2. C = Lb. (IO)

Folglich wird

j2. ~0~. ~ ( L - - LD). (7 d) D = const. R2

Der Kondensator C (Bild 6) erm6glicht also auch, den Wechselinduktionsfehler auf ein Minimum herabzudriicken, indem die der Drehspuleninduktivit~it LD ent- sprechende Komponente des Wechselinduktionsfehlers auf Null gebracht wird. Fiir den Fail, dab die gesamte Induktivit~it des Drehspulkreises praktisch gleich der Induktivit~it der Drehspulen ist (L--LD), ist der Strom i mit der EMK e phasen- gleich, somit also gegen Feld ~ und Strom J der Hauptstromspule um 9 ~ ver- schoben. Infolgedessen kann ein zus~itzliches Drehmoment nicht auftreten (D = o), d. h. der Wechselinduktionsfehler ist dann gleich Null.

Diesbeztigliche Untersuehungen haben ergeben, dab die in den praktisch vor- kommenden F~illen ftir die verschiedenen Spannungsmef~bereiche auftretenden Weehsel- induktionsfehler bei technischen Frequenzen verschwindend klein sind. Erst bei h6herenFrequenzen (etwa 5oo bis Iooo Per/sec) k6nnen unter Umst~nden Anzeige- fehler yon e twa o,I bis o,5% des Skalenendwertes auftreten.

Einflul~ der Temperatur. Die Einwirkungen von Temperatur~inderungen auf die Anzeige des Instrumentes

sind - - abgesehen yon den normalerweise nicht auftretenden Einfliissen besonderer Art (z. B. Verlagerung yon Instrumentteilen infolge tiberm~if~iger Temperatursteige- rungen) - - folgende:

I. Entsprechend der mit steigender Temperatur erfolgenden Abnahme des Elastizit~itsmoduls der als Material fiir das Aufh~ingeband verwendeten Bronzelegie- rung nimmt die Richtkraft des AufNingebandes ab. Das Instrument zeigt infolge- dessen, wenn das elektrodynamische Drehmoment konstant ist, bei erh6hter Tem- peratur zu viel.

2. Entsprechend der mit steigender Temperatur auftretenden Widerstandszu- nahme der Drehspulen, welche aus Aluminiumdraht gewickelt sind, nimmt der Drehspulstrom und somit das elektrodynamische Drehmoment ab. Das Instrument zeigt infolgedessen, wenn das Gegendrehmoment konstant ist, bei erh6hterTempe- ratur zu wenig.

3. Das zum Aufbau der Vorwiderst~inde verwendete Widerstandsmaterial (Man- ganindraht) hat einen verschwindend kleinen positiven, eventuell auch negativen Temperaturkoeffizienten, der bei Anderungen der Raumtemperatur (urn etwa Io bis 2o 0 C) keine beachtenswerte 2~nderung des Drehspulstromes hervorruft. Erst bei h6heren Drahtiibertemperaturen (etwa 6o bis 7 ~ C), wie sie unter Umst~inden infolge der Eigenerw~irmung des Vorwiderstandes bei h6herem Leistungsverbrauch in demselben auftreten k6nnen, machen sieh geringe Widerstands~inderungen (yon etwa 1/2 bis I Promille) bemerkbar.

Die Temperatur des Aufh~ingebandes und der Drehspulen ist durch die je- weilige Temperatur des Megwerkraumes bestimmt. Diese ist yon der Raumtem- peratur und v o n d e r Eigenerw~irmung der Spulen und des Vorwiderstandes abhiingig. Aufh~ingeband und Drehspulen haben also praktisch gleiche Temperatur. Ver- mindern sich Gegendrehmoment und elektrodynamisches Drehmoment (Richtkraft

Archly Iiir 144 G e y ge r. l)ber neue eisenlose elektrodynamische Prgzisions-Leistungsmesser. Elektrotechnik.

des Aufh~ingebandes und Drehspulstrom) prozentual um den gleichen Betrag, so heben sich die durch die Anderung der Richtkraft und des Drehspulstromes ver- ursachten Anzeigefehler gegenseitig auf, und es wird die Anzeige yon der Tem- peratur unabhgngig. Zwecks Ausschaltung der genannten Temperatureinflfisse wird man also nach M6glichkeit den Temperaturkoeffizienten des Spannungspfades so w~ihlen, dab sich bei einer gewissen Temperatur~inderung Richtkraft und Drehspul- strom prozentual um den gleichen Betrag vermindern bzw. vergr6gern. Diese Me- thode des Ausgleichs der Temperatureinflfisse ist altbekannt und wird allgemein bei elektrischen Meflger~iten, insbesondere auch bei elektrodynamischen Leistungs- messern angewandt 1.

Der Betrag, um den sich das Drehmoment des Aufh~ingebandes bei einer ge- wissen Temperatursteigerung vermindert, ist yon der Zusammensetzung des Band- materials a bh~ingig und mug experimentell bestimmt werden. Durch Versuche (Ablesung des Zeigerausschlagwinkels bei konstanten Spulenstr6men J, JD und ver- schiedenen Temperaturen)wurde festgestellt, dab die Richtkraft des verwendeten Aufh~ingebandes sich bei 10 C Temperaturerh6hung um etwa o,oi % vermindert. Die einer gewissen Temperaturlinderung entsprechende Anderung des Drehspul- stromes ergibt sich aus dem Gesamttemperaturkoeffizienten des Spannungspfades.

Bezeichnet RD den Gesamtwiderstand der aus Aluminiumdraht gewickelten Drehspulen nebst Goldbandzuleitungen, welcher sich mit steigender Temperatur fiir je I ~ C um o,4% vergr6flert, Rv den damit in Reihe geschalteten temperaturunab- h~ingigen Manganinwiderstand (Bild 6), so ergibt sich ffir je I ~ Temperatursteigerung

RD eine Vergr6gerung des Spannungspfadwiderstandes R = RD + Rv um o,4" RD + Rv %

und eine dementsprechende Verminderung des Drehspulstromes. Da die Gr6ge yon Rv und somit bei gleicher Temperaturgnderung die St/irke der Drehspulstrom- /inderung vom jeweilig gew~ihlten Spannungsmegbereich abh/ingig ist, so ist ein vollkommener Ausgleich der Temperatureinflfisse nur ffir einen bestimmten Vor- widerstand Rv vorhanden. Bei anderen Werten yon Rv tritt ein gewisser Anzeige- fehler a~ auf, der jedoch, wie Tabelle IV zeigt, sehr kleine Werte annimmt: aT be- tr~igt im ungfinstigsten Falle (Rv = I82O Ohm) fhr Io ~ C Temperaturerh6hung - 1/4%.

Schaltung des Spannungspfades

(Klemmen- bezeichnu,g)

,,o-- 3 ~ V" ,,o-- 75 V" ~,O-- I50 V" . 0 - - 300 V"

. 0 - -600 V"

RD

Ohm

gv

Ohm

i8o z 8201 2oo0

82ol 5 oo0 IgO 4 I ~80 9 8201 IO O00

I80 19 820 2O OOO /

I80 39 820 4OOOO

T a b e l t e IV.

Verminderung des Verminderung der R Drehspulstromes Bandriehtkraft beil

bei io ~ C Tempe- io ~ C Temperatur- Ohm raturerh6hung erh6hung

0,36%

O,I4%

0,07%

0,04%

0~02%

o,i% o~IO/O

O~I~0 O~I~o O~ 1%

Anzeigefehler aT bei io 0 C Tempe-

raturerh6hung (Temperatur-

einflufl)

- - o , 2 6 . %

- - 0,04%

+ 0,03% + 0,06% + 0,08%

Was die Eigenerw/irmung des in dem Geh~iuse eingebauten Vorwiderstandes anbelangt, so zeigen die Angaben der Tabelle V, dab dutch dieselbe keine wesent- liche Steigerung der Meflwerkraumtemperatur auftritt. Die Drahtiibertemperatur des Vorwiderstandes Rv (gemessener H6chstwert ffir Dauerbelastung: ~0 ~ C)ver- ursacht keine feststellbare Widerstands~inderung yon Rv.

1 Vgl. z. B. Gruhn, Elektrotechnisehe Meginstrmnente. Verlag Springer, Berlin, I9ao S. 4o/4 I. -- Keina th , a. a. O., S. 56 . -- Kfihnel, Elektroteehnik und Masehinenbau 45, I927, S. 245.

XIX. Band. ~927. G e y g e r , l~ber neue eisenlose e lek t rodynamische Prt tzisions-Leistungsmesser. 145

T a b e l l e V.

�9 I �9 I Lelstungs- Drahtiiber- Lelstungs- / Drahtiiber- Sehaltung des verbrauch im I temperatur des ' verbrauch im I temperatur des Spannungspfades

(Klemmen- Spannungspfad Vorwiderstandes I Spannungspfad Vorwiderstandes bei JD = o,oi 5 Amp bei JD = o,o15 Amp ~ bei JD = o 03 Amp. bei JD = 0,03 Amp.

bezeichnnng) I Watt ! Grad C l Watt I Grad C

1,0-- 30 V"

,,o-- 75 V"

,O--150 g "

0,45

I ,I3

2~25

etwa 50

etwa 5 o

etwa 5 0

1,8

4,5

9

e twa 2 0 0

e twa 200

e twa 200

Schlugbemerkung. Die Bestimmungen der vom VDE aufgestellten ,,Regeln ffir MeBgerS.te ''1 (be-

zfiglich Geh~iuse, Skale und Skalenaufschriften, Isolationsverhtiltnisse, Kriechstrecken usw.) sind bei den beschriebenen Instrumenten ausnahmslos erffillt. Aus den obigen Angaben der einzelnen Fehlergr6fien geht hervor, dab die Instrumente den Bedin- gungen ffir ,,FeinmeBger~ite I. Klasse" (Klasse E) entsprechen.

1 Vgl. ETZ 1922 , S. 290, 858 und 518.

Anfangsspannungen fiir Mehrfachelektroden in Luft.

Von

Willy Sahland, Wittenberg.

Einleitung. W~ihrend in der Literatur die Anfangsspannungen zwischen Einzelelektroden

der verschiedensten Formen hinreichend und h~iufig behandelt worden sind, fehlt es bisher an Messungen bei Mehrfachelektroden.

In der Technik sind verschiedene Ausffihrungsformen zur Anwendung gekommen, wie beispielsweise die Schutzfunkenstrecken an drahtlosen Empfangsapparaten und der Glimmschutz nach G. J. M e y e r zum Abflachen der steilen Stirn yon Wander- wellen in Hochspannungsnetzen.

Die vorliegende Arbeit wird sich mit der Untersuchung derartiger Elektroden- formen befassen 1.

Versuchsanordnung. a) Gleichstrom.

]Die ffir die Messungen bei Gleichstrom benutzte Versuchsanordnung ist in Skizze I schematisch dargestellt: Von den Polen einer Influenzmaschine J.M. ffihren die Leitungen Zt und Z2 fiber die Funkenstrecke F zum Hochspannungsvoltmeter HV. Als Spannungsquelle diente eine Starkstrom-lnfluenzmaschine mit einer festen und zwei rotierenden Hartgummischeiben. Die Spannungssteigerung geschah meist durch Hand.

Die etwa 6 m lange Leitung hatte anntihernd gleiche Zweige und bestand aus 6 mm starken, blanken Messingdrtihten. Die Drtihte lagen teils auf Hoehspannungs- isolatoren, teils hingen sie in Seidenfiiden mit Zwischenstiicken aus Glas. Vom Tisch und sonstigen leitenden Gegensttinden waren sie wenigstens 2oo mm entfernt.

1 Die Tabellen i b i s 3, 5 bis 8, io, i i , I4a bis 15b, 17 bis ISa, 20, 22 bis 35 sind hier nur in den entsprechenden Kurven graphisch dargestellt. !m Original ,,Dissertation, Jena 1927" sind die Tabellen zu finden.