DE1114921B - Kombinierter Strom- und Spannungswandler - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kombinierter Strom- und Spannungswandler mit aus einem kapazitiven Teiler bestehenden Spannungswandlerteil, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum für die Beläge des Hochspannungsmeßkondensators des kapazitivenSpannungsteilers das Dielektrikum der Wicklungs-und Ausleitungsisolation des Stromwandlers mitverwendet wird.
2. 2. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für den Spannungsmeßkondensator mitverwendete Dielektrikum des Stromwandlers aus einem festen Isoliermaterial, vorzugsweise Gießharz, besteht.
3. 3. Kombinierter Strom- und Spannungswandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erdseitige Belag des Hochspannungsmeßkondensators gegen eine Fremdfeldbeeinflussung durch äußere Störfelder, z. B. durch die metallenen Kastenwandungen, abgeschirmt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 312592, 279344.