<Desc/Clms Page number 1>
Kombinierter Strom- und Spannungswandler für Messzwecke 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 Span- nungswandler werden dabei sowohl induktive als auch kapazitive Wandler verwendet.
Bei dem Einsatz von kapazitiven Spannungswandlern wird hierbei die gesamte Messleistung einem kapazitiven Span- nungsteiler 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 Spannungs- teiler 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 Trok- kenbauweise nur schwierig herstellbar.
Alle diese Nachteile werden bei einem kombinierten Strom- und Spannungswandler für Messzwecke mit aus kapazitivem Teiler bestehendem Spannungs- wandlerteil erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass für den Hochspannungsmesskondensator des kapazi- tiven Spannungsteilers das Dielektrikum des Stromwandlers verwendet ist.
Da im Gegensatz zu Spannungswandlern der Bau trockenisolierter Stromwandler, z. B. unter Verwen- dung von Giessharz für höhere Nennspannungen technisch einwandfrei gelöst ist, so kann damit ein trok- kenisolierter kombinierter Wandler gebaut werden. Der erdseitige Messbelag des Hochspannungsmesskon- densators wird zweckmässig so angeordnet, dass eine Fremdfeldbeeinflussung durch äussere Störfelder nicht möglich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Ein trockenisolierter kombinierter Wandler ist in Fig. 1 gezeigt. Die Sekundärwicklung 1 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 Mittelpotential, während der äussere Belag 4 Hochspannungspotential besitzt.
Diese beiden Leitbeläge bilden dabei den Hoch- spannungsmesskondensator für den kapazitiven Mess- teiler. 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 Ver- stärkereinrichtung 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 Hochspannungs- messkondensator durch einen Leitbelag auf der Pri-
<Desc/Clms Page number 2>
märwicklung 10 einerseits und beispielsweise die Kernabschirmungen 14 anderseits gebildet. Wesentlich ist auch hier, dass die erdseitige Kondensatorelektrode, 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 Klassengenauigkeit ist die Temperaturabhängigkeit der beiden Messkondensatoren, aus denen der Spannungs- teiler besteht, möglichst gleich zu wählen. Während der Niederspannungskondensator 6 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 Dielektri- kum mit ähnlichem Temperaturgang wie für den Hochspannungskondensator verwendet und mittels an eine Sekundärwicklung des Stromwandlers angeschlossenen Heizwiderstand den Niederspannungskondensator 6 jeweils auf eine solche Temperatur bringt, dass die Kapazitätsänderungen der beiden Kondensatoren gleich werden.
<Desc / Clms Page number 1>
Combined current and voltage transformer for measurement purposes In electrical indoor systems, it is particularly important that the devices to be installed have a space-saving design. Therefore, current and voltage converters are often combined in a common housing as combined converters. Both inductive and capacitive converters are used as voltage converters.
When using capacitive voltage converters, the entire measuring power is taken from a capacitive voltage divider via an intermediate transformer. In order to achieve sufficient measurement accuracy, the voltage divider must have a relatively large capacitance. A smaller capacity is sufficient if the voltage tapped at the capacitive voltage divider is fed to a measuring amplifier.
Measuring capacitors for high voltages are, however, still relatively expensive, even with a relatively small capacitance, and are not always easy to accommodate in combined converters for reasons of convenient arrangement. As the measuring capacitance becomes smaller, the difficulties with regard to external field influencing continue to increase, which is why special measures may then have to be taken to shield the capacitors, which again requires a corresponding expense. In addition, such dry-type capacitors are difficult to manufacture.
In a combined current and voltage converter for measuring purposes with a voltage converter part consisting of a capacitive divider, all these disadvantages are eliminated according to the invention in that the dielectric of the current converter is used for the high-voltage measuring capacitor of the capacitive voltage divider.
Since, in contrast to voltage transformers, the construction of dry-insulated current transformers, e.g. B. is technically flawlessly solved using cast resin for higher nominal voltages, a dry-insulated combined transducer can be built with it. The earth-side measuring layer of the high-voltage measuring capacitor is expediently arranged in such a way that it is not possible for external fields to be influenced by external interference fields.
Embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. A dry isolated combined transducer is shown in FIG. The secondary winding 1 of the current transformer is surrounded by the main insulation 2. The latter consists for example of casting resin. The insulation itself is provided with a conductive layer 3 on the inside and a conductive layer 4 on the outside. The inner lining 3 is at medium potential, while the outer lining 4 has high voltage potential.
These two conductive layers form the high-voltage measuring capacitor for the capacitive measuring divider. The ground-side conductive layer is arranged in such a way that external fields cannot be influenced by external interference fields. This high-voltage capacitor is connected to the low-voltage divider capacitor 6 through the line 5.
The voltage on the capacitor 6 is tapped in a known manner and fed to measuring, counting and protective devices 7 with an amplifier device 8 interposed. The measuring coating 3 is expediently shielded from the secondary winding 1.
Another possible embodiment of the invention is shown in FIG. This is an oil-insulated converter with a conventional design. The primary winding 10 of the current transformer is insulated from the core 12 and the secondary winding 13 by the insulation 11. Here the high-voltage measuring capacitor is secured by a conductive layer on the
<Desc / Clms Page number 2>
Main winding 10 on the one hand and, for example, the core shields 14 on the other hand. Here, too, it is essential that the earth-side capacitor electrode, that is to say the core shields 14, are arranged in such a way that they cannot be influenced by external interference fields.
The shielding necessary for this is achieved by the electrically conductive box 15 with box cover 16, which is already present, without additional effort. Here, too, the ground-side capacitor electrode 14 is again connected to the low-voltage capacitor 6, the voltage of which is again fed to the amplifier 8 and the measuring devices 7.
In order to achieve sufficient class accuracy, the temperature dependency of the two measuring capacitors that make up the voltage divider should be chosen to be as similar as possible. While the low-voltage capacitor 6 is practically always at room temperature, the high-voltage-side measuring capacitor can reach significant excess temperatures due to the current heat losses of the current transformer. If the change in capacitance of the high-voltage capacitor becomes too great as a result of heating, a compensation can be created by forcing proportional changes in capacitance on the low-voltage capacitor 6 by means of suitable measures.
This is possible, for example, by using a dielectric with a temperature response similar to that for the high-voltage capacitor for the low-voltage capacitor 6 and, by means of a heating resistor connected to a secondary winding of the current transformer, bringing the low-voltage capacitor 6 to a temperature such that the changes in capacitance of the two capacitors are equal will.