Kombinierter Strom- und Spannungswandler Bei elektrischen Innenraumanlagen
ist es besonders wichtig, die einzubauenden Geräte in raumsparender Bauweise auszuführen.
Deshalb werden häufig Strom-und Spannungswandler in einem gemeinsamen Gehäuse als
kombinierte Wandler vereinigt. Als Spannungswandler werden dabei sowohl induktive
als auch kapazitive Wandler verwendet. Bei dem Einsatz von kapazitiven Spannungswandlern
wird hierbei die gesamte Meßleistung einem kapazitiven Spannungsteiler über einen
Zwischentransformator entnommen. Um eine ausreichende Meßgenauigkeit zu erzielen,
muß der Spannungsteiler eine relativ große Kapazität besitzen. Eine kleinere Kapazität
ist dann ausreichend, wenn die am kapazitiven Spannungsteiler abgegriffene Spannung
einem Meßverstärker zugeführt wird.Combined current and voltage converter For electrical indoor systems
it is particularly important that the devices to be installed are designed to be space-saving.
Therefore current and voltage converters are often called in a common housing
combined transducers united. Both inductive voltage converters are used
as well as capacitive converters. When using capacitive voltage converters
is here the entire measuring power a capacitive voltage divider over a
Intermediate transformer removed. In order to achieve sufficient measurement accuracy,
the voltage divider must have a relatively large capacity. A smaller capacity
is sufficient if the voltage tapped at the capacitive voltage divider
is fed to a measuring amplifier.
Meßkondensatoren für hohe Spannungen sind aber auch bei relativ kleiner
Kapazität immer noch verhältnismäßig teuer und in kombinierten Wandlern aus Gründen
der zweckmäßigen Anordnung nicht immer leicht unterzubringen. Mit kleiner werdender
Meßkapazität nehmen weiter die Schwierigkeiten bezüglich Fremdfeldbeeinflussung
zu, weshalb dann unter Umständen besondere Maßnahmen zur Abschirmung der Kondensatoren
zu treffen sind, was wieder einen entsprechenden Kostenaufwand erfordert. Außerdem
sind solche Kondensatoren in Trockenbauweise nur schwierig herstellbar.Measuring capacitors for high voltages are also relatively smaller
Capacitance is still relatively expensive and in combined converters for reasons
not always easy to accommodate due to the appropriate arrangement. With getting smaller
Measuring capacity further reduce the difficulties with regard to external field influence
to, which is why special measures to shield the capacitors may be necessary
are to be taken, which again requires a corresponding expense. aside from that
such condensers are difficult to manufacture in dry construction.
Alle diese Nachteile werden bei einem kombinierten Strom- und Spannungswandler
für Meßzwecke mit aus einem kapazitivem Teiler bestehendem Spannungswandlerteil
erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß als Dielektrikum für die Beläge des Hochspannungsmeßkondensators
des kapazitiven Spannungsteilers das Dielektrikum der Wicklungs- und Ausleitungsisolation
des Stromwandlers mitverwendet wird.All of these disadvantages become apparent with a combined current and voltage converter
for measuring purposes with a voltage converter part consisting of a capacitive divider
eliminated according to the invention in that as a dielectric for the coatings of the high-voltage measuring capacitor
of the capacitive voltage divider is the dielectric of the winding and lead-out insulation
of the current transformer is also used.
Da im Gegensatz zu Spannungswandlern der Bau trockenisolierter Stromwandler
z. B. unter Verwendung von Gießharz für höhere Nennspannungen technisch einwandfrei
gelöst ist, so kann damit ein trockenisolierter kombinierter Wandler gebaut werden.
Der erdseitige Meßbelag des Hochspannungsmeßkondensators wird so angeordnet, daß
eine Fremdfeldbeeinflussung durch äußere Störfelder nicht möglich ist.Since, in contrast to voltage transformers, the construction of dry-insulated current transformers
z. B. using cast resin for higher nominal voltages technically flawless
is solved, a dry-insulated combined converter can be built with it.
The ground-side measuring layer of the high-voltage measuring capacitor is arranged so that
external fields cannot be influenced by external interference fields.
Es ist zwar bereits bekannt, für einen induktiven Stromwandler in
Kombination mit einem induktiven Spannungswandler eine gemeinsame Isolation vorzusehen.
Ebenso ist es bekannt, in der Gießharzisolation eines Stromwandlers metallische
Beläge zu Potentialsteuerzwecken anzubringen. Im Fall der Erfindung ergibt sich
jedoch eine besonders zweckmäßige raumsparende kombinierte Wandlerbauform, die gerade
bei der häufig verwendeten Kombination eines kapazitiven Spannungswandlers mit einem
induktiven Stromwandler ganz besonders vorteilhaft ist. Durch die gedrängte Bauweise
wird die Herstellung vereinfacht sowie der Materialaufwand auf ein Mindestmaß herabgedrückt.Although it is already known for an inductive current transformer in
Combination with an inductive voltage converter to provide a common insulation.
It is also known to use metallic insulation in the cast resin insulation of a current transformer
To apply coverings for potential control purposes. In the case of the invention, it follows
However, a particularly useful space-saving combined converter design, the straight
in the frequently used combination of a capacitive voltage converter with a
inductive current transformer is particularly advantageous. Due to the compact design
production is simplified and the cost of materials is reduced to a minimum.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
dargestellt. Ein trockenisolierter kombinierter Wandler ist in Fig. 1 gezeigt. Die
Sekundärwicklung l des Stromwandlers ist von der Hauptisolation 2 umgeben. Letztere
besteht beispielsweise aus Gießharz. Die Isolation selbst ist auf der Innenseite
mit einem Leitbelag 3 und auf der Außenseite mit einem Leitbelag 4 versehen. Der
innere Belag 3 befindet sich auf Erdpotential, während der äußere Belag4 Hochspannungspotential
besitzt. Diese beiden Leitbeläge bilden dabei den Hochspannungsmeßkondensator für
den kapazitiven Meßteiler. Der erdseitige Leitbelag ist so angeordnet, daß eine
Fremdfeldbeeinflussung durch äußere Störfelder nicht möglich ist. Durch die Leitung
5 ist dieser Hochspannungskondensator mit dem niederspannungsseitigen Teilerkondensator
6 verbunden. Die Spannung an dem Kondensator 6 wird in bekannter Weise abgegriffen
und zu Meß-, Zähl- und Schutzeinrichtungen 7 unter Zwischenschaltung einer Verstärkereinrichtung
8 geführt. Zweckmäßigerweise wird der Meßbelag 3 gegen die Sekundärwicklung 1 abgeschirmt.Embodiments of the invention are shown schematically in the drawing
shown. A dry insulated combined transducer is shown in FIG. the
The secondary winding 1 of the current transformer is surrounded by the main insulation 2. Latter
consists for example of cast resin. The insulation itself is on the inside
provided with a conductive coating 3 and on the outside with a conductive coating 4. Of the
inner lining 3 is at earth potential, while the outer lining 4 is at high voltage potential
owns. These two conductive layers form the high-voltage measuring capacitor for
the capacitive measuring divider. The earth-side conductive coating is arranged so that one
External field influencing by external interference fields is not possible. Through the line
5 is this high-voltage capacitor with the low-voltage side divider capacitor
6 connected. The voltage on the capacitor 6 is tapped in a known manner
and to measuring, counting and protection devices 7 with the interposition of an amplifier device
8 led. The measuring coating 3 is expediently shielded from the secondary winding 1.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt.
Hierbei handelt es sich um einen ölisolierten Wandler in üblicher Bauweise. Die
Primärwicklung 10 des Stromwandlers ist durch die Isolation 11 gegen Kern
12 und Sekundärwicklung 13 isoliert. Hier wird der Hochspannungsmeßkondensator
durch einen Leitbelag auf der Primärwicklung
10 einerseits
und beispielsweise die Kernabschirmungen 14 andererseits gebildet. Wesentlich ist
auch hier, daß die erdseitigeKondensatorelektrode, also die Kernabschirmungen 14,
so angeordnet sind, daß eine Beeinflussung durch äußere Störfelder nicht möglich
ist. Die hierfür notwendige Abschirmung wird durch den ohnehin vorhandenen elektrisch
leitenden Kasten 15 mit Kastendeckel 16 ohne zusätzlichen Aufwand erreicht.
Auch hier wird wieder die erdseitige Kondensatorelektrode 14 mit dem Niederspannungskondensator
6 verbunden, dessen Spannung wieder dem Verstärker 8 und den Meßeinrichtungen
7 zugeführt wird.Another possible embodiment of the invention is shown in FIG. This is an oil-insulated converter with a conventional design. The primary winding 10 of the current transformer is insulated from the core 12 and the secondary winding 13 by the insulation 11 . Here, the high-voltage measuring capacitor is formed by a conductive coating on the primary winding 10 on the one hand and, for example, the core shields 14 on the other hand. Here, too, it is essential that the earth-side capacitor electrode, that is to say the core shields 14, are arranged in such a way that they cannot be influenced by external interference fields. The shielding necessary for this is achieved by the electrically conductive box 15 with box cover 16, which is already present, without additional effort. Here, too, the ground-side capacitor electrode 14 is again connected to the low-voltage capacitor 6, the voltage of which is again fed to the amplifier 8 and the measuring devices 7.
Zur Erzielung einer ausreichenden Klassengenauib keit ist die Temperaturabhängigkeit
der beiden Meßkondensatoren, aus denen der Spannungsteiler besteht, möglichst gleich
zu wählen. Während der Niederspannungskondensator6 sich praktisch ständig auf Raumtemperatur
befindet, kann der hochspannungsseitige Meßkondensator durch die Stromwärmeverluste
des Stromwandlers nennenswerte Übertemperatur erreichen. Falls hierbei die Kapazitätsänderung
des Hochspannungskondensators infolge Erwärmung zu groß wird, kann ein Ausgleich
dadurch geschaffen werden, daß man auch am Niederspannungskondensator 6 durch geeignete
Maßnahmen verhältnisgleiche Kapazitätsänderungen erzwingt. Dies ist beispielsweise
dadurch möglich, daß man für den Niederspannungskondensator 6 ein Dielektrikum mit
ähnlichem Temperaturgang wie für den Hochspannungskondensator verwendet und mittels
an eine Sekundärwicklung des Stromwandlers angeschlossenen Heizwiderstandes den
Niederspannungskondensator6 jeweils auf eine solche Temperatur bringt, daß die Kapazitätsänderungen
der beiden Kondensatoren gleich werden.To achieve a sufficient class accuracy is the temperature dependency
of the two measuring capacitors that make up the voltage divider are as equal as possible
to choose. During the low-voltage capacitor6 is practically constantly at room temperature
is located, the high-voltage side measuring capacitor can through the current heat losses
of the current transformer reach significant overtemperature. If this is the change in capacity
of the high-voltage capacitor becomes too large as a result of heating, this can compensate
be created in that one also on the low voltage capacitor 6 by suitable
Measures forcing proportional changes in capacity. This is for example
possible by having a dielectric for the low-voltage capacitor 6
similar temperature response as used for the high-voltage capacitor and by means of
the heating resistor connected to a secondary winding of the current transformer
Low-voltage capacitor6 brings each to such a temperature that the capacitance changes
of the two capacitors become the same.