DE9217807U1

DE9217807U1 - Ringkernstromwandler

Info

Publication number: DE9217807U1
Application number: DE9217807U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2002-12-25
Also published as: EP0603857B1; EP0603857A1; DE59307337D1; ATE158103T1

Description

BESCHREIBUNG

Ringkernstromwandler

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringkernstromwandler zum Einbau in eine auf Erdpotential liegende, einen Hochspannungsleiter umgebende Metallkapselung mit wenigstens einem Ringkern, der eine Wicklung mit die Metallkapselung durchsetzenden Zuleitungen und eine die Wicklung umgebende metallische Abschirmung aufweist.

Ein derartiger Ringkernstromwandler ist beispielsweise aus der DE-OS 41 06 034 bekannt. Bei dem dort dargestellten Stromwandler besteht die metallische Abschirmung aus einer auf den Ringkern aufgebrachten, geerdeten Wicklung. Die das Meßsignal führenden Zuleitungen des Stromwandlers sind zum Anschluß an ein Meßgerät aus der Metallkapselung herausgeführt.

Innerhalb einer Schaltanlage, in die ein derartiger Ringkernstromwandler eingebaut ist, können, beispielsweise durch die Betätigung von Trennschaltern, transiente Überspannungen auftreten, die zu Störungen in Form von Wanderwellen innerhalb der Metallkapselung führen. In einem Stromwandler können durch solche transienten Überspannungen hohe Störspannungen erzeugt werden, die beim Betrieb des Stromwandlers zu erheblichen Störungen in der angeschlossenen Meßelektronik führen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stromwandler der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß das Störpotential durch transiente Überspannungen weiter reduziert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuleitungen eine metallische Schirmhülle aufweisen, deren erstes Ende direkt an der Abschirmung angeordnet und mit dieser leitend verbunden ist und daß die metallische Schirmhülle an ihrem zweiten Ende im Bereich eines Meßanschlusses mit dem Erdpotential verbunden ist.

Durch die metallische Schirmhülle wird vermieden, daß durch elektrische Wanderwellen infolge von transienten Überspannungen innerhalb der Zuleitungen Ströme induziert werden, die einen Spannungsabfall entlang der Meßleitungen erzeugen und damit Überspannungen an dem Meßanschluß verursachen. Hierzu ist es notwendig, daß das erste Ende der metallischen Schirmhülle direkt an der Abschirmung angeordnet und mit dieser leitend verbunden ist, so daß sich im Bereich des Austritts der Zuleitungen aus der Wicklung kein Abschnitt ergibt, in dem elektrische Störungen die Zuleitungen durchsetzen. Wichtig ist weiterhin, daß die metallische Schirmhülle an ihrem zweiten Ende im Bereich eines Meßanschlusses mit dem Erdpotential verbunden ist, so daß an diesem zweiten Ende ein definiertes Referenzpotential zur Verfügung steht.

Hierfür ist es ohne Belang, ob die metallische Abschirmung durch den Einfluß der elektrischen Störungen ein Störspannungspotential gegenüber der Metallkapselung aufweist. Wichtig ist, daß die zwischen den Zuleitungen und der metallischen Abschirmung auftretende, zu messende Differenzspannung ebenso groß ist wie im Bereich des Meßanschlusses die Spannung zwischen den Zuleitungen und der Metallkapselung.

Die elektrischen Störpotentiale auf der metallischen Schirmhülle werden durch Ströme ausgeglichen, die entlang

der metallischen Schirmhülle bis zum Meßanschluß und von dort über Masse zurück zur Metallkapselung der Schaltanlage fließen. Auf die zu messenden Spannungen haben solche Ausgleichsströme keinen Einfluß.

Die Erfindung kann dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, daß die Zuleitungen einen die metallische Schirmhülle wenigstens zum Teil umgebenden Schirmmantel aufweisen, der mit einer den Stromwandler umgebenden geerdeten Schirmelektrode leitend verbunden und im Bereich des Meßanschlusses ebenfalls mit dem Erdpotential verbunden ist.

Dieser zusätzliche Schirmmantel ist gegenüber der Schirmhülle isoliert und bewirkt, daß elektrische Störungen lediglich zu Störpotentialen auf dem Schirmmantel und nicht zu Störpotentialen auf der metallischen Schirmhülle führen, so daß die Ausgleichsströme zum Ausgleich der Störpotentiale durch den Schirmmantel fließen und nicht durch die metallische Schirmhülle.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die metallische Abschirmung durch eine elektrisch leitende Folie gebildet ist, die zur Vermeidung einer Kurzschlußwicklung einen isolierenden Spalt aufweist.

Durch eine solche Abschirmfolie, die beispielsweise entweder durch eine metallisierte Kunststoffolie oder durch eine Metallfolie gebildet sein kann, ist eine ideale Abdichtung und metallische Kapselung der Wicklung gegen störende elektromagnetische Einflüsse gegeben. Die Folie muß einen isolierenden Spalt aufweisen, um eine Kurzschlußwindung um den Ringkern zu vermeiden, in der hohe

Ströme fließen würden. Zu diesem Zweck kann die Folie einen Spalt aufweisen, an dem die Wicklung des Stromwandlers freiliegt. Es ist aber auch denkbar, die Folie im Bereich des Spaltes unter Zwischenlage einer Isolierschicht überlappen zu lassen, um auf diese Weise den Spalt möglichst klein zu gestalten. Es kann beispielsweise die Folie oberhalb ihrer elektrisch leitenden Schicht eine Isolierschicht aufweisen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Folie als Bandwicklung mit gegeneinander isolierten Wicklungslagen auf dem Ringkern ausgebildet ist.

Es kann beispielsweise ein metallisiertes Band als Folie verwendet werden, das auf einer Seite mit einer klebenden Schicht und auf der anderen Seite mit einer isolierenden Schicht versehen ist. Die Wicklung darf nicht geschlossen werden, um einen Kurzschlußstrom um den Ringkern herum zu vermeiden. Eine solche Bandwicklung läßt sich insbesondere fertigungstechnisch einfach aufbringen. Außerdem kann die Folie zu Wartungszwecken leicht ganz oder teilweise vorübergehend abgenommen werden.

Die Erfindung wird anschließend anhand einer Zeichnung in einer Figur dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Innerhalb eines rohrförmigen Teils einer Metallkapselung ist ein zylindrisch ausgebildeter Ringkernstromwandler 2 angeordnet. Der Übersichtlichkeit halber ist nur ein Ringkern 3 in der Figur dargestellt.

Die Ringkerne umgeben einen Hochspannung führenden Leiter 4 und sind gegenüber dem elektrischen Feld durch eine

Schirmelektrode 5 abgeschirmt. Die Schirmelektrode 5 weist einen Spalt 6 auf, durch den verhindert wird, daß die Schirmelektrode 5 mit der Metallkapselung 1 eine Kurzschlußwindung um die Ringkerne 3 herum bildet, in dem durch den den Hochspannungsleiter 4 durchfließenden Strom ein Ringstrom induziert würde. Durch den Spalt 6 gelangen jedoch noch elektrische Störungen in den Bereich der Ringkerne 3.

Jeder Ringkern ist von einer in der Figur symbolisch dargestellten Sekundärwicklung 7 umgeben, in der ein von dem Strom im Hochspannungsleiter 4 abhängiges elektrisches Signal durch Induktion erzeugt wird. Das elektrische Signal wird durch die Zuleitungen 8, 9 einem Meßanschluß 10 zugeführt.

Die Ringkerne sind von je einer Abschirmung 11 in Form einer Abschirmfolie umgeben, die durch einen Spalt 12 unterbrochen ist, um eine Kurzschlußwicklung zu vermeiden.

Die Zuleitungen 8, 9 weisen eine metallische Schirmhülle 13 auf, die an ihrem ersten Ende 14 direkt leitend mit der Folie 11 verbunden ist. An ihrem zweiten Ende 15 ist die Schirmhülle 13 im Bereich des Meßanschlusses 10 geerdet. Dabei ist berücksichtigt, daß die Verbindung der Schirmhülle 13 bzw. des Schirmmantels 16 mit dem Erdpotential des Meßanschlusses 10 so gestaltet ist, daß die Zuleitungen 8, 9 auch in diesem Bereich möglichst gut abgeschirmt sind und daß der Erdanschluß der Schirmhülle 13 bzw. des Schirmmantels 16 möglichst kurz gefaßt ist.

Es ist ein die Schirmhülle 11 umgebender Schirmmantel vorgesehen, der die Zuleitungen 8, 9 und die Schirmhülle 13 umgibt und im Bereich des Meßanschlusses 10 geerdet

ist. Hierdurch werden in der Schirmhülle 11 keine Ausgleichsströme induziert. Dies ergibt eine weitere Absenkung der Störspannungpotentiale.

Claims

789598GA Schutzansprüche

1. Ringkernstromwandler zum Einbau in eine auf Erdpotential liegende, einen Hochspannungsleiter umgebende Metallkapselung mit wenigstens einem Ringkern, der eine Wicklung mit die Metallkapselung durchsetzenden Zuleitungen und eine die Wicklung umgebende metallische Abschirmung aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen eine metallische Schirmhülle (13) aufweisen, deren erstes Ende (14) direkt an der Abschirmung (11) angeordnet und mit dieser leitend verbunden ist und daß die metallische Schirmhülle (13) an ihrem zweiten Ende (15) im Bereich eines Meßanschlusses (10) mit dem Erdpotential verbunden ist.

2. Ringkernstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuleitungen einen die metallische Schirmhülle (13) wenigstens zum Teil umgebenden Schirmmantel (16) aufweisen, der mit einer den Stromwandler (2) umgebenden geerdeten Schirmelektrode (17) leitend verbunden und im Bereich des Meßanschlusses (10) ebenfalls mit dem Erdpotential leitend verbunden ist.

3. Ringkernstromwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die metallische Abschirmung (11) durch eine elektrisch leitende Folie gebildet ist, die zur Vermeidung einer Kurzschlußwicklung einen isolierenden Spalt (12) aufweist,

4. Ringkernstromwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß

die Folie als Bandwicklung mit gegeneinander isolierten Wicklungslagen auf dem Ringkern (3) ausgebildet ist.