DE29605845U1

DE29605845U1 - Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung

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Publication number: DE29605845U1
Application number: DE29605845U
Authority: DE
Original assignee: WANDLER und TRANSFORMATOREN WE
Current assignee: Ritz Messwandler & De GmbH KG
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2006-04-02
Also published as: FR2746925B1; DE19712900A1; FR2746925A1

Description

Anmelder: Wirges GmbH DR. VONNEMANN & PARTNER

Unser Zeichen: 0035gbm

Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung, insbesondere für Mittelspannungsanlagen.

Bei bekannten Sensoranordnungen dieser Art sind der Stromsensor und der Spannungssensor als getrennte Geräte in verschiedenen Gehäusen angeordnet. Diese Gehäuse sind hinsichtlich ihrer räumlichen Abmessungen und insbesondere ihrer Anschlüsse an die Stromleiter einer Hoch- oder Mittelspannungsanlage standardisiert, so daß sie ohne großen Montageaufwand in der Hoch- oder Mittelspannungsanlage montiert werden können. Nachteilig dabei ist jedoch, daß für die Strom- und Spannungsmessung zwei Geräte montiert und angeschlossen werden müssen..

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung anzugeben, bei der Montage und Anschluß an eine Hoch- oder Mittelspannungsanlage besonders einfach und mit geringem Arbeitsaufwand durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Stromsensor für die Messung eines Stromes in einem Primärleiter, ein ohmscher Spannungsteiler für die Spannungsmessung und ein kapazitiver Spannungsteiler für die Spannungsprüfung zusammen in einem Kombigerät angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann eins von zwei Geräten eingespart werden. Das Kombigerät ist kompakter als bekannte Geräteanordnungen zur Strom- und Spannungsmessung. Der Montageaufwand wird halbiert. Gleichzeitig wird aber der durch die

Abmessungen der Hoch- oder Mittelspannungsanlage, insbesondere durch die Anordnung der Stromleiter vorgegebene Standard bezüglich der räumlichen Abmessungen von der erfindungsgemäßen Sensoranordnung eingehalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stromsensor, der Primärleiter, der ohmsche Spannungsteiler und der kapazitive Spannungsteiler in einen Block aus Gießharz eingegossen sind. Durch diese Maßnahme werden die elektrischen Bauteile räumlich fixiert und gleichzeitig elektrisch isoliert, wobei außerdem auch noch das Gerätegehäuse erzeugt wird.

Um eine besonders hohe Meßgenauigkeit und ein geringes Spannungsniveau für die Strommessung zu erhalten, wird empfohlen, daß der Stromsensor als induktiver Stromsensor mit einer um den Primärleiter herum angeordneten Drahtspule ausgebildet ist.

Eine einfache Ausführungsform sieht vor, daß der Primärleiter im Kombigerät U-förmig ausgebildet ist und daß seine beiden Enden auf der Oberseite des Kombigerätes mit zwei Anschlüssen herausgeführt sind. Dadurch wird der standardisierte Anschluß des Kombigerätes an die Hoch- oder Mittelspannungsanlage gewährleistet. Die Anschlüsse sind dabei hinsichtlich ihrer räumlichen Anordnung, Abmessungen und mechanischer Anschlußart an die Hoch- oder Mittelspannungsanlage angepaßt.

Die Erfindung kann dadurch noch verbessert werden, daß das Kombigerät auf seiner Oberseite mit Gewinden zum Einschrauben von Befestigungsschrauben versehen ist. Diese Gewinde, die zur Montage der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet werden, können insbesondere aus Gewindehülsen bestehen, die

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ebenfalls in den Gießharzblock des Gerätegehäuses eingegossen sind. Damit erhält man eine einfache Anpassung an den vorgegebenen Standard, ohne daß aufwendige Fertigungsmaßnahmen erforderlich wären.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der ohmsche Spannungsteiler aus einem Widerstandsstreifen besteht und daß die beiden Enden des Widerstandsstreifens von topfförmigen Feldsteuerelektroden umgeben sind. Diese Ausführungsform, ist einfach und billig herstellbar und eignet sich besonders gut zum Eingießen in Kunstharz. Die Feldsteuerelektroden sorgen für einen gleichmäßigen Feldverlauf des elektrischen Feldes.

In Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß Meßleitungen, die vom Stromsensor, vom ohmschen Spannungsteiler und vom kapazitiven Spannungsteiler zu einer Meßwertanzeige- oder Auswertevorrichtung führen, an der Unterseite des Kombigerätes anschließbar und seitlich aus dem Kombigerät herausführbar sind. Dabei werden die Meßleitungen vorteilhaft zusammengefaßt und an einer Stelle aus dem Kombigehäuse herausgeführt, wo sie einen großen Abstand zu den Anschlüssen des Hochoder Mittelspannung führenden Stromleiters haben.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Sensoranordnung für Mittelspannungen in der Größenordnung von 10 kV ausgelegt und sie kann besonders vorteilhaft angewendet werden, wenn der Stromsensor für Nennströme von 80 bis 640 A ausgelegt ist, wobei die sekundärseitige Nennspannung im wesentlichen konstant bei 150 mV bleibt, und als höchste thermische Dauerstromstärke 1250 A erreicht werden können.

Bei der genannten Verwendung der Erfindung wird empfohlen, daß der ohmsche Spannungsteiler typischerweise ein Teilerverhältnis von 10000 zu aufweist, wobei der Teilerwiderstand primärseitig etwa 250 &Mgr;&OHgr; und sekundärseitig 25 kO erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung,

Fig. 2 eine Seitenansicht desselben Gehäuses, Fig. 3 eine Draufsicht auf dasselbe Gehäuse.

In Figur 1 erkennt man ein aufgeschnittenes Kombigerät 1, dessen Gehäuse 2 aus Gießharz besteht.

Im Kombigerät 1 befindet sich eine Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung für Mittelspannungsanlagen, die für Spannungen bis 12 kV ausgelegt ist. Dabei ist ein Stromsensor 3, ein Primärleiter 4, ein ohmscher Spannungsteiler 5 und ein kapazitiver Spannungsteiler 6 zusammen in das Gehäuse 2 eingegossen.

Der zur Strommessung vorgesehene Stromsensor 3 ist als induktiver Stromsensor ausgebildet und besteht aus einer Drahtspule 7, die um den Primärleiter herum angeordnet ist. Der Primärleiter 4 besteht aus einem relativ dicken Draht, der für Nennströme von bis 640 A und für eine höchste thermische Dauerstromstärke von 1250 A ausgelegt ist. Der Primärleiter 4 ist U-förmig ausgebildet, geht durch die Drahtspule 7 hindurch und erreicht mit seinen beiden Enden die Oberseite des Gehäuses 2, wo an den beiden Enden jeweils ein Anschluß 8 zur elektrischen

Verbindung mit den Stromleitern der Mittelspannungsanlage ausgebildet ist.

Weiterhin besitzt das Kombigerät 1 auf seiner Oberseite seitlich zu den Anschlüssen 8 angeordnete Gewindehülsen 9, die zum Einschrauben von Befestigungsschrauben bei der Montage an der Mittelspannungsanlage bestimmt sind. Die Gewindehülsen 9 sind in das Gehäuse 2 eingegossen.

Der ohmsche Spannungsteiler 5 besteht aus einem Widerstandsstreifen, der seinerseits aus einer Kunststoffunterlage gebildet wird, die mit einem aufgedruckten Leiter, der vorzugsweise aus einer Widerstandspaste besteht, versehen ist. Der ohmsche Spannungsteiler 5 besitzt einen primärseitigen Teilerwiderstand von 250 &Mgr;&OHgr; und sekundärseitig 25 kD. Damit wird ein Teilerverhältnis von 10000 zu 1 erreicht. Zu beiden Enden des Spannungsteilers 5 sind zwei topfförmige Feldsteuerelektroden 10 angeordnet, die für einen möglichst gleichförmigen Übergang des elektrischen Feldes im Bereich des ohmschen Spannungsteilers 5 sorgen.

Der kapazitive Spannungsteiler 6 ist im wesentlichen für Überwachung^zwecke bestimmt« Mit ihm kann geprüft werden, ob die Mittelspannungsanlage Spannung führt oder nicht. Die genaue Messung der Spannung wird aber über den ohmschen Spannungsteiler 5 vorgenommen.

Vom Stromsensor 3, vom ohmschen Spannungsteiler 5 und vom kapazitiven Spannungsteiler 6 führen Meßleitungen 11,12 zu einer nicht gezeigten Meßwertanzeige- und Auswertevorrichtung. Die Meßleitungen 11,12 sind an der Unterseite des Gehäuses 2 angeschlossen und führen seitlich aus dem Kombigerät 1 heraus.

Bezugszeichen

1 Kombigerät

2 Gehäuse

3 Stromsensor

4 Primärleiter

5 ohmscher Spannungsteiler

6 kapazitiver Spannungsteiler

7 Drahtspule 8 Anschluß

9 Gewindehülsen

10 Feldsteuerelektroden

11 Meßleitung

12 Meßleitung

Claims

Anmelder: Wirges GmbH DR. VONNEMANN & PARTNER Unser Zeichen: 0035gbm Schutzansprüche

1. Sensoranordnung zur Strom- und

Spannungsmessung, insbesondere für Mittelspannungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromsensor (3) für die Messung eines Stromes in einem Primärleiter (4) , ein ohmscher Spannungsteiler (5) für die Spannungsmessung und ein kapazitiver Spannungsteiler (6) für die Spannungsprüfung zusammen in einem Kombigerät (1) angeordnet sind.

2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsensor (3), der Primärleiter (4), der ohmsche Spannungsteiler (5) und der kapazitive Spannungsteiler (6) in einen Block aus Gießharz eingegossen sind.

3. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsensor (3) als induktiver Stromsensor mit einer um den Primärleiter (4) herum angeordneten Drahtspule (7) ausgebildet ist.

4. Sensoranordnung nach einem der Anprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (4) im Kombigerät (1) U-förmig ausgebildet ist und daß seine beiden Enden auf der Oberseite des Kombigerätes (1) mit zwei Anschlüssen (8) herausgeführt sind.

5. Sensoranordnung nach einem der Anprüche 1 bis

4, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Kombigerät (1) auf seiner Oberseite mit Gewinden (9) zum Einschrauben von Befestigungsschrauben versehen ist.

6. Sensoranordnung nach einem der Anprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsehe Spannungsteiler (5) aus einem Widerstandsstreifen besteht und daß die beiden Enden des Widerstandsstreifens von topfförmigen Feldsteuerelektroden (10) umgeben sind.

7. Sensoranordnung nach einem der Anprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß Meßleitungen (11,12), die vom Stromsensor (3), vom ohmschen

Spannungsteiler (5) und vom kapazitiven Spannungsteiler (6) zu einer Meßwertanzeigeoder Auswertevorrichtung führen, an der Unterseite des Kombi geräte·, s (1) anschließbar und seitlich aus dem Kombigerät (1) herausführbar sind.

8. Sensoranordnung nach einem der Anprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsensor (3) für Nennströme von 80 bis 640 A ausgelegt ist, wobei die sekundärseitige Nennspannung im wesentlichen konstant bei 150 mV bleibt, und daß als höchste thermische Dauerstromstärke 1250 A erreicht werden können.

9. Sensoranordnung nach einem der Anprüche 1 bis

8, dadurch gekennz e i chne t, daß der ohmsehe Spannungsteiler (5) typischerweise ein Teilerverhältnis von 10000 zu 1 aufweist, wobei

der Teilerwiderstand primärseitig etwa 250 &Mgr;&OHgr; und sekundärseitig 25 3&iacgr;&OHgr; erreicht.