CURRENT TRANSFORMER

Abstract: 1. A current transformer comprising a secondary winding which is applied to an iron core (1) and having at least two partial windings (5, 6) connected in series or parallel and arranged in the region (3) of the iron core (1) adjacent an interference conductor (17) present in the vicinity and one in the region (2) of the iron core (1) remote from the interference conductor (17), characterised by the following features : a) the core (1) possesses air gaps (14, 15), b) at least one air gap (14, 15) is arranged in each region (2, 3) of the iron core (1) and c) the at least one air gap (15) in the region (3) adjacent the interference conductor (17) is longer than that in the region (2) remote from the interference conductor (17).

Description: Stromwandler Die Erfindung betrifft einen Stromwandler mit einer auf einem Eisenkern aufgebrachten Sekundärwicklung, deren mindestens zwei Teilwicklungen in Reihe oder parallel geschaltet -sind und sich auf dem einem in der Nähe befindlichen Störleiter zugewandten Bereich des Eisenkerns und auf dem von dem Störleiter abgewandten Bereich des Eisenkerns befinden. Bei einem bekannten Stromwandler dieser Art (Buch "Messwandler" von R. Bauer, 1953, Seite 27, Abb. 23) sind zwei Teilwicklungen auf den Schenkeln eines Rahmenkernes aufgebracht. Die beiden Teilwicklungen haben gleichen Wickelsinn und sind an ihren auf dem Kern aufeinanderfolgenden Enden in Reihe geschaltet; durch einen am Stromwandler aussen vorbeigeführten Störleiter werden unterschiedlich grosse Flüsse in den Kernbereichen erzeugt, die das Ubertragungsverhalten besonders im Über- strombereich nachteilig beeinflussen. Bei parallel geschalteten Teilwicklungen (vgl. Abb. 24, S. 28 des genannten Buches) werden die durch den Störleiter ver ursachten Induktionen bis auf einen Restbetrag durch Ausgleichsströme kompensiert. Dieser Effekt ist frequenzabhängig; durch abklingende Gleichstromglieder im Störleiter hervorgerufene Induktionen im Eisenkern werden nicht kompensiert. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stromwandler vorzuschlagen, bei dem die Induktion unter Einfluss des Störleiters im Eisenkern vergleichmä Bigt und damit der Einfluss des Stromes im Störleiter auf das Übertragungsverhalten des Stromwandlers, besonders im Überstrombereich, beseitigt ist. Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt ein Stromwandler der angegebenen Art erfindungsgemäss folgende Merkmale: a) der Kern weist Luftspalte auf, b) in jedem Bereich des Eisenkerns befindet sich min destens ein Luftspalt und c) der mindestens eine Luftspalt in dem dem Störleiter zugewandten Bereich ist länger als der in dem von dem Störleiter abgewandten Bereich. Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemässen Stromwandlers sind eine weitgehende Vergleichmässigung der Induktion im Eisenkern unter dem Einfluss eines durch den Störleiter fliessenden Stromes und eine auf einfache Weise durchführbare Vergleichmässigung durch Anbringung von Luftspalten unterschiedlicher Länge; dabei ist die Herstellung von derartigen Luftspalten technisch unkompliziert. Aus dem DE-GM 76 29 978 ist zwar bereits ein Kern für Stromwandler bekannt, bei dem mit Hilfe von nichtmagnetischen Einlagen zwischen den Kernteilen eine Einstellung einer gewünschten Luftspaltlänge erreicht wird. Bei diesem bekannten Stromwandler ist jedoch die Länge der Luftspalten nur im Hinblick auf eine Linearisierung des Ubertragungsverhaltens des Stromwandlers gewählt und nicht zum Zwecke der Vergleichmässigung der durch einen benachbarten Störleiter hervorgerufenen Induktion im Eisenkern. Beim erfindungsgemässen Stromwandler sind durch Reihenoder Parallelschaltung der Teilwicklungen sowie Veränderung des Wickelsinns der Teilwicklungen auf den Bereichen des Eisenkerns verschiedene Möglichkeiten der Kompensation gegeben. Fertigungstechnisch vorteilhaft ist die Verwendung von Teilwicklungen gleichen Wickelsinns. Zur Erläuterung der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in der Figur dargestellt. Der Stromwandler enthält einen Eisenkern 1, der als Ringkern ausgebildet ist und Bereiche 2 und 3 aufweist. Durch den Eisenkern 1 ist ein Primärleiter 4 geführt, der mit dem zu messenden Primärstrom Jp beaufsc±1agt ist. Auf den Bereichen 2 und 3 des Eisenkerns 1 befinden sich Teilwicklungen 5 und 6 einer Sekundärwicklung. Die beiden Teilwicklungen 5 und 6 haben gleichen Wickelsinn und im allgemeinen gleiche Windungszahl und sind mit ihren auf dem Eisenkern 1 nicht aufeinanderfolgenden Enden 7 und 8 sowie 9 und 10 miteinander verbunden und damit parallel geschaltet. Diese miteinander verbundenen Enden sind an AnschluBpunkte 11 und 12 geführt, an denen eine Borde 13 angeschlossen ist. In den Bereichen 2 und 3 des Eisenkerns 1 befindet sich jeweils ein Luftspalt 14 bzw. 15, von denen der im Bereich 3 liegende Luftspalt 15 länger als der im Bereich 2 vorhandene Luftspalt 14 ist. In der Nähe des Stromwandlers ist ein Störleiter 17 geführt, der etwa parallel zum Primärleiter 4 verläuft und einen Strom Jst führt; bei dem Störleiter 17 kann es sich beispielsweise um den Rückleiter zum Primärleiter 4 handeln. Bezüglich des Störleiters 17 befindet sich der Bereich 3 des Eisenkerns 1 in der näheren Position, der Bereich 2 des Eisenkerns 1 in der ferneren. Der durch den Primärleiter 4 fliessende Strom Jp induziert aufgrund seines Magnetflusses ip in den beiden Teilwicklungen 5 und 6 Sekundärströme J1 und J2, die die Teilwicklungen in der Richtung des Magnetflusses lp durchfliessen. Die Sekundärströme 5 und 6 werden an den Anschlusspunkten 11 und 12 summiert und durchfliessen die nachgeschaltete Bürde 13. Der im Störleiter 17 fliessende Strom Jst ruft einen Störmagnetfluss hervor, von dem zwei Teilflüsse µ1 und i2 dargestellt sind. Der Teilfluss 21 hat in dem dem Störleiter 17 zugewandten Bereich 3 des Eisenkerns 1 gleiche Richtung wie der vom Primärstrom Jp im Primärleiter 4 erzeugte Magnetfluss Qp. Der Teilfluss i2 in dem von dem Störleiter 17 abgewandten Bereich 2 des Eisenkerns 1 dagegen hat entgegengesetzte Richtung zu dem Magnetfluss tp. Die Teilflüsse Q1 und 12, die aufgrund der unterschiedlichen Entfernung zum Störleiter 17 unterschiedliche Grösse haben, würden bei gleich grosse magnetischen Widerständen in den Bereichen 2 und 3 in den Teilwicklungen 5 und 6 verschieden grosse Störströme bewirken. Wegen der unterschiedlich . langen Luftspalte 14 und 15 in den Bereichen 2 und 3 des Eisenkerns 1 wer den jedoch die induzierten Störströme aufgrund der verschieden grossen magnetischen Widerstände in den Bereichen 2 und 3 ebenfalls in ihrer Grösse beeinflusst, so dass bei entsprechender Bemessung der Luftspalte die beiden Teilströme Js1 und Js2 den gleichen Betrag haben, sich jedoch aufgrund ihrer entgegengesetzten Flussrichtung an den Anschlusspunkten 11 und 12 aufheben. Wenn es sich bei dem Strom Jst um einen vollverlagerten Kurzschlussstrom mit einem abklingenden Gleichstromglied handelt, dann ist die Parallelschaltung der beiden Teilwicklungen 5, 6 für die Kompensation dieses Gleichstromgliedes unwirksam; eine Vergleichmässigung der durch das Gleichstromglied hervorgerufenen Induktion im Eisenkern 1 wird allein durch die unterschiedlich lang bemessenen Luftspalte 14, 15 erreicht. Bei dem erfindungsgemässen Stromwandler ist also allein durch Anordnen von verschieden langen Luftspalten im eisenkern in einfacher Weise eine vollständige Vergleichmässigung des Einflusses des Streufeldes eines in der Nähe des Stromwandlers befindlichen Störleiters erreicht. 1 Figur 3 Ansprüche

Claims: Patentansprüche 1. Stromwandler mit einer auf einem Eisenkern aufgebrachten Sekundärwicklung, deren mindestens zwei Teilwicklungen in Reihe oder parallel geschaltet sind und sich auf dem einem in der Nähe befindlichen Störleiter zugewandten Bereich des Eisenkerns und auf dem von dem Störleiter abgewandten Bereich des Eisenkerns befinden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Kern (1) weist Luftspalte (14, 15) auf, b) in jedem Bereich (2, 3) des Eisenkerns (1) befindet sich mindestens ein Luftspalt (14, 15) und c) der mindestens eine Luftspalt (15) in dem dem Stör leiter (17) zugewandten Bereich (3) ist länger als der in dem von dem Störleiter (17) abgewandten Bereich (2). 2. Stromwandler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: d) die Teilwicklungen (5, 6) haben gleichen Wickelsinn und e) bei parallelgeschalteten Teilwicklungen (5, 6) sind die auf dem Eisenkern (1) nicht aufeinanderfolgenden Enden (7, 8 und 9, 10) der verschiedenen Teilwick lungen (5, 6) miteinander verbunden oder f) bei in Reihe geschalteten Teilwicklungen (5, 6) sind zwei auf dem Eisenkern (1) aufeinanderfolgende Enden (7, 10 oder 8, 9) der verschiedenen Teilwicklungen (5, 6) miteinander verbunden. 3. Stromwandler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: g) die Teilwicklungen (5, 6) haben verschiedenen Wickel sinn und h) bei parallelgeschalteten Teilwicklungen (5 , 6) sind die auf dem Eisenkern (1) aufeinanderfolgenden En den (7, 10 und 8, 9) der verschiedenen Teilwicklungen (5, 6) miteinander verbunden oder i) bei in Reihe geschalteten Teilwicklungen (5, 6) sind zwei auf dem Eisenkern (1) nicht aufeinanderfolgende Enden (7, 8 oder 9, 10) der verschiedenen Teilwick lungen (5, 6) miteinander verbunden.

Inventors: ALLMENDINGER, KARL, ING. GRAD., FREYGANG, HANS-JOACHIM, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: H01F40
IPC codes: H01F27, H01F38