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Wickelstromwandler mit zwei oder mehr Messbereichen
Wickelstromwandler mit zwei oder mehr Messbereichen werden bekanntlich in der Regel so ausge- bildet, dass durch geeignete Umschaltmittel die zwei oder mehr Primärwicklungsteile wahlweise parallel oder in Reihe umschaltbar sind. Diese bekannten Stromwandler können als Stützer-oder als Durchfüh- rungswandler ausgebildet sein. Nachteilig ist bei diesen bekannten Stromwandlern, dass für die Umschaltung der Primärwicklung ein beträchtlicher Aufwand an Anschlussstücken, Schaltstücken usw. erforderlich ist. Auch benötigen die erforderlichen Umschaltmittel verhältnismässig viel Platz, der in vielen Fällen nicht zur Verfügung steht.
Ferner sind Stromwandler mit zwei oder mehr Messbereichen bekannt, bei denen die Primärwicklung mit einer oder mehreren Anzapfungen versehen ist und je nach dem gewünschten Messbereich entweder mit ihrem Anfang und ihrem Ende oder mit ihrem Anfang und einer der Anzapfungen in den vom zu messenden Strom durchflossenen Leitungszug geschaltet wird. Diese Wandler haben den Vorteil, dass die erforderlichen Umschaltmittel verhältnismässig wenig Platz beanspruchen und einfach ausgebildet sein können ; sie haben aber den schwerwiegenden Nachteil, dass der Raumbedarf für die Primärwicklung wesentlich grösser als bei den erstgenannten Wandlern wird, da der Querschnitt der Primärwicklung entsprechend der höchst vorkommenden Stromstärke bemessen ist, obwohl nur ein Teil der Wicklung mit dem höchst vorkommenden Strom durchflossen wird.
Ausserdem ist bei den bisher bekannten Stromwandlern dieser Art die Herausführung der Anzapfungen der Primärwicklung verhältnismässig kompliziert und damit aufwendig. Bei Verwendung von Kupferseil oder-draht für die Herstellung der Primärwicklung hat man diesen Nachteil der schlechten Ausnutzung eines Teiles der Primärwicklung durch Abstufung der Querschnitte der einzelnen Wicklungsteile zu vermeiden versucht. Dabei ergibt sich aber der Nachteil eines unübersichtlichen und bei der Montage schlecht kontrollierbaren Primärwicklungsaufbaues. Ausserdem bereitet die Herausführung der einzelnen Anzapfungen insofern besonders Schwierigkeiten, als an die einzelnen Klemmstellen verschiedene Leiterquerschnitte gleichzeitig angeklemmt werden müssen.
Die Erfindung betrifft einen Wickelstromwandler mit zwei oder mehr Messbereichen, dessen Primärwicklung mit einer oder mehreren Anzapfungen versehen ist und je nach dem gewünschten Messbereich entweder mit ihrem Anfang und ihrem Ende oder mit ihrem Anfang und einer der Anzapfungen in den vom zu messenden Strom durchflossenen Leitungszug geschaltet wird, wobei der stets vom Strom durchflossene Wicklungsteil in seinem Querschnitt entsprechend der höchsten Stromstärke bemessen ist, während der Querschnitt des andern bzw. der andern Wicklungsteile einen sich aus dem Verhältnis der einzelnen Messbereiche (z. B. 4 : 2 : 1) ergebenden Bruchteile (z. B. 1/2 bzw. 1/4) des Querschnittes des erstgenannten Wicklungsteiles beträgt.
Erfindungsgemäss werden die oben geschilderten Nachteile derartiger Wicklungsstromwandler dadurch beseitigt, dass die aus Flachband hergestellten Wicklungsteile in Richtung der Wickelachse nebeneinander angeordnet sind und die Querschnittsverringerung des betreffenden Wicklungsteiles durch entsprechende Verringerung der Breite des Flachbandes, die Querschnittsverringerung eines gegebenenfalls vorhandenen weiteren Wicklungsteiles durch Verringerung sowohl der Breite als auch der Stärke des Flachbandes erreicht ist, so dass sämtliche Wicklungsteile die gleiche Wickelhöhe aufweisen.
Ein derartiger Wickelstromwandler gemäss der Erfindung hat den grossen Vorteil, dass
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der für die Primärwicklung benötigte Wickelraum optimal ausgenutzt ist, da die Wickelhöhe und die
Wickelbreite so klein wie nur möglich bemessen werden können, dei Wandler also sowohl in der Bauhöhe als auch in seiner Breite und Tiefe besonders kleine Abmessungen erhalten kann. Der Aufbau der Primär- wicklung eines Stromwandlers gemäss der Erfindung ist sehr einfach und übersichtlich zu gestalten, ein
Vorteil, der besonders bei Einbettung der Primärwicklung in Giessharz ins Gewicht fällt.
Wohl ist, wie schon eingangs kurz erwähnt ist, bei Wickelstromwandlern eine Abstufung des Quer- schnittes einzelner Wicklungsteile entsprechend den sie jeweils durchfliessenden Strömen an sich bekannt.
Für die Erfindung wesentlich ist jedoch, dass nicht nur diese an sich bekannte Abstufung vorgesehen ist, sondern dass ausserdem die einzelnen Wicklungsteile der aus Flachband hergestellten Primärwicklung des
Stromwandlers in Richtung der Wickelachse nebeneinander angeordnet sind und ferner die Querschnitts- verminderung des oder der betreffenden Wicklungsteile durch entsprechende Verringerung der Breite, er- forderlichenfalls auch der Stärke des Flachbandes erreicht ist, wobei aber sämtliche Wicklungsteile die gleiche Wickelhöhe aufweisen. Erst durch die Kombination dieser Merkmale werden die vorher geschilderten wesentlichen Vorteile erzielt.
Ein Ausführungsbeispiel für einen Durchführungswickelstromwandler gemäss der Erfindung mit zwei Messbereichen ist in den Fig. 1, 2 und 3 in drei verschiedenen Schnitten dargestellt, während die Fig. 4 und 5 in grösserem Massstab den die Umschalteinrichtung aufweisenden Teil des Wandlers im Schnitt bzw. in Draufsicht tvon unten) zeigen. In der Fig. 6 ist schematisch in Schaltbildform die Primärwicklung für einen solchen Wickelstrom wandler m'it zwei Messbereichen dargestellt, die im Verhältnis 2 : 1 umschalt- bar sind, während die Fig. 7 und 8 in der gleichen schematischen Darstellung zwei Beispiele für einen Wandler mit drei im Verhältnis 4 : 2 : 1 umschaltbaren Messbereichen zeigen.
Der in den Fig. 1-3 dargestellte Wandler weist eine aus zwei mieinander verbundenen Wicklungteilen 11,12 bestehende Primärwicklung auf, die in an sich bekannter Weise in einen Giessharzkörper 13 eingebettet ist. Der Wandler ist mit zwei, zweckmässig nachträglich einzuschichtenden Eisenkernen 14,15 mit je einer Sekundärwicklung 16,17 (z. B. einem Messkern und einem Relaiskern) versehen.
Die Sekundärwicklungen können, müssen aber nicht in dem Giessharzkörper 13 mit eingebettet sein. Der Anfang der Primärwicklung 11,12 ist an den einen, oben liegenden Primäranschluss K angeschlossen ; das Ende des Primärwicklungsteiles 11 ist mit einem beide Wicklungsteile rings umfassenden Bügel 18 verbunden (s. Fig. 1 und 2), an dem auch der Anfang des Wicklungsteiles 12 befestigt ist, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist. Der Bügel 18 verbindet also die beiden Wicklungsteile 11,12 miteinander und stellt somit die Primärwicklungsanzapfung dar, die durch ein in dem Giessharzkörper 13 mit eingebettetes Anschlussstück L2 in Gestalt eines mit dem Bügel 18 verbundenen Rundbolzens 19 herausgeführt ist.
Das Ende der Primärwicklung, d. h. also das Ende des Primärwicklungsteiles 12 ist mit einem in dem Giessharzkörper 13 miteingebetteten Anschlussstück Li in Gestalt eines Rundbolzens 20 verbunden. Der Primäranschluss L des Wandlers besteht, wie aus den Fig. 4 und 5 besonders deutlich erkennbar ist, aus einem Leiterstück 21, das in eine in der Mittelachse des Wandlers vorgesehene Aussparung 22 des Giessharzkörpers 13 einsetzbar ist und eine z. B. angeschweisste Fahne 23 trägt, durch welche der Primäranschluss L wahlweise mit dem Rundbolzen 20 (Primärwicklungsende) oder mit dem Rundbolzen 19 (Anzapfung der Primärwicklung) verbunden werden kann. Die Fahne 23 weist einen Zeiger 24 auf, der den gewählten Messbereich, z. B. 300 (s. Fig. 5) anzeigt.
Wird das Leiterstück 21 mit der Fahne 23 so eingesetzt, dass der Primäranschluss L mit dem Rundbolzen 19 (Anzapfung) verbunden ist, so zeigt der Zeiger auf den in Fig. 5 mit 600 bezeichneten andern Messbereich.
Der Wandler ist, wie Fig. 6 schematisch zeigt, beispielsweise für eine AW-Zahl von 1200 ausgelegt und ist im Verhältnis 2 : 1 umschaltbar. Die Höchststromstärke beträgt 600 A, im andern Messbereich entsprechend 300A. Die Primärwicklung hat 2 Windungen. Der Querschnitt Q des Flachbandes, aus dem der Wicklungsteil 11 gewickelt ist, ist der Höchststromstärke von 600 A entsprechend bemessen, während der Wicklungsteil 12, durch den maximal 300 A fliessen, aus einem Flachband mit dem Querschnitt Q/2 gewickelt ist. Dieses Flachband hat dieselbe Stärke, wie das Flachband des Wicklungsteiles 11, jedoch nur die halbe Breite.
Dadurch, dass die beiden Wicklungsteile in Richtung der Wickelachse nebeneinander angeordnet sind und die Querschnittsverringerung des Wicklungsteiles 12 durch Verringerung der Breite des Flachbandes erzielt wird, ergibt sich eine gleiche Wickelhöhe für beide Teile und eine kleine Wikkelbreite, so dass der Wickelraum optimal ausgenutzt wird und die Abmessungen des Wandlers besonders klein gemacht werden können. Da der Bügel 18 beide Wicklungsteile rings umfasst, braucht er in seinem Querschnitt nur für die niedrige Stromstärke (im Beispiel gemäss Fig. 6 also für 300 A) bemessen zu sein, wodurch sich wieder eine Verringerung der Wandlerbreite ergibt.
Der aus den Fig. 1-5 ersichtliche Aufbau der Primärwicklung hat auch den Vorteil, dass sich das
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