CH432642A - Kaskadenstromwandler - Google Patents

Kaskadenstromwandler

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CH432642A
CH432642A CH224566A CH224566A CH432642A CH 432642 A CH432642 A CH 432642A CH 224566 A CH224566 A CH 224566A CH 224566 A CH224566 A CH 224566A CH 432642 A CH432642 A CH 432642A
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CH
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stage
cascade
cores
current transformer
individual
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Application number
CH224566A
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English (en)
Inventor
Graul Otto
Kind Dieter Ing Dr
Original Assignee
Messwandler Bau Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18Rotary transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Description


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    Kaskadenstromwandler   Um das Isolationsproblem bei für hohe Reihenspannungen bestimmten Stromwandlern zu vereinfachen, ist es bekannt,    die   sogenannte    Kaskadenschaltung   anzuwenden. Man unterscheidet eingliedrige (einstufige) oder mehrgliedrige (mehrstufige)    Kaskadenstromwandler.   



  Wenn man, wie es heute meist verlangt wird, den Stromwandler mit mehreren Kernen und Sekundärwicklungen zum    Anschluss   von Bürden für Messung, Zählung und Schutzanordnungen, also mit sogenannten    Mess-   und Relaiskernen ausrüsten will, so bereitet dies erhebliche Schwierigkeiten, wenn es sich um einen    Kas-      kadenstromwandler   handelt. Es ist bekannt, zu diesem Zweck das unterste Glied,    d.   h. die Endstufe eines mehrstufigen    Kaskadenstromwandlers   mit mehreren    Kernen   und Sekundärwicklungen zum Anschluss der verschiedenen Bürden    auszurüsten;   die    Fig.   1 zeigt das Schaltbild für einen    Kaskadenstromwandler   mit zwei Gliedern oder Stufen 11 und 17.

   Die Eisenkerne 16, 19 und 20 sind beispielsweise Ringkerne oder rechteckige, die primären und sekundären Wicklungen jeweils auf demselben Schenkel tragende Rahmenkerne, so dass Schubwicklungen entfallen. Die Sekundärwicklung 13 des oberen Gliedes 11 und die    Primärwicklung   18 des unteren Gliedes 17 bilden hier die Kopplungswicklungen zwischen beiden Stufen. Diese Ausbildung eines mehrstufigen    Kaskadenstromwandlers   hat jedoch den schwerwiegenden Nachteil, dass der Kern hoher Genauigkeit und kleiner Leistung, z.

   B. der    Mess-   oder Zählkern 19, durch die hohe Belastung des oder der anderen Kerne (Relaiskern 20) unzulässig über das der    Kaskadenend-      stufe   17    vorgeschaltete      Kaskadenglied   11    beeinflusst      wird.   Um diese messtechnischen    Schwierigkeiten   zu vermeiden, ist es schon bekannt geworden, zwischen den den verschiedenen Bürden zugeordneten Kernen der Endstufe des    Kaskadens@tromwandlers   eine    transforma-      torische,   galvanische, magnetische oder    kapazitive   Kopplung derart vorzusehen,

   dass eine Fehlerkompensation bei den für hohe Messgenauigkeit ausgelegten Kernen    (Mess-   und    Zählkern)   erreicht wird. Diese Fehlerkompensation bedingt jedoch einen erheblichen Mehr-    aufwand,   sodass man in der Regel auf die    Anwendung   der    Kaskadenschaltung   und deren isolationstechnische Vorteile verzichtet hat, wenn Stromwandler mit getrennten    Mess-   und Relaiskernen verlangt werden. 



  Die Erfindung zeigt einen einfachen Weg, wie man in solchen    Fällen   doch von der    Kaskadenschaltung   und ihren Vorteilen Gebrauch machen kann, ohne den geschilderten Mehraufwand    für   die Fehlerkompensation treiben zu müssen. Die Erfindung betrifft einen    Kas-      kadenstromwandler   in mehrstufiger    Ausführung   mit Kopplungswicklungen und besteht darin,

   dass der Eisenkern jeder Stufe der Kaskade in zwei oder mehr Einzelkerne mit je    einer   Sekundärwirkung    unterteilt   ist und dass die von dem zu messenden Strom durchflossene Primärwirkung der obersten Stufe sämtliche    Einzelkerne   dieser Stufe gemeinsam umfasst und dass ferner jeder von den Einzelkernen der weiteren Stufen eine besondere Primärwicklung aufweist, wobei diese Primärwicklung und die Sekundärwicklung des entsprechenden Einzelkernes der vorgeschalteten Stufe miteinander verbunden die Kopplungswicklungen der beiden entsprechenden Stufen bilden.

   Eine messtechnisch ungünstige gegenseitige Beeinflussung der Kerne, also insbesondere der Kerne hoher Genauigkeit durch die anderen Kerne, tritt bei dem    Kaskadenstromwandler   gemäss der Erfindung nicht auf, so dass    Massnahmen   zur    Fehlerkompensation,   wie sie bei den bekannten    Kaskadenstromwandlern   mit mehreren in der Endstufe vorgesehenen Einzelkernen für verschiedene Sekundärwicklungen zur Speisung von Bürden für verschiedene Aufgaben notwendig sind, völlig entfallen. Ein Mehraufwand an Kernmaterial tritt auch nicht auf. 



  In vorzugsweise    flüssigkeitsisolierter   Ausführung kann ein    Kaskadenstromwandler   gemäss der Erfindung derart aufgebaut werden, dass die vorzugsweise als    Ringkerne   gestalteten Einzelkerne der obersten Stufe mit ihren    Sekundärwicklungen   durch eine sie gemeinsam umhüllende Isolierung von der sie gemeinsam umfassenden    Primärwicklung      getrennt   sind, und dass    diese   Isolierung sich in einer die    Ausleitungen   aller Sekundär- 

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    wicklungen   enthaltenen Durchführung fortsetzt, während die vorzugsweise auch als Ringkerne ausgebildeten    Einzelkerne   der folgenden Stufe bzw.

   Stufen mit ihren Sekundärwicklungen jeder für sich gegenüber seiner    Primärwicklung   entsprechend isoliert sind. Die Einzelkerne der folgenden Stufe bzw. Stufen können    mit   je einer eigenen oder    mit   einer gemeinsamen Durchführung für die    Ausleitungen   der Sekundärwicklungen versehen sein. 



  Besonders    vorteilhaft   in isolationstechnischer Hinsicht ist es bei einem solchen    Kaskadenstromwandler   in zweistufiger    Ausführung,   wenn die obere Stufe so bemessen und mit einer solchen Isolierung der gemeinsamen Primärwicklung gegenüber den auf einem Zwischenpotential befindlichen Einzelkernen mit ihren    Se-      kundärwicklungen   versehen ist, dass auf die obere Stufe    etwa      2/s   der    Potentialdifferenz   zwischen    Hochspannungs-      anschluss   und Erde    entfällt,   während die untere Stufe (Endstufe)

   in    ihrer   Bemessung und    in.   der Isolierung der    einzelnen      Primärwicklungen   gegenüber ihren auf Erdpotential liegenden    Einzelkernen   mit ihren Sekundärwicklungen nur für etwa    1/s   der Potentialdifferenz ausgelegt ist. Diese    Ausführungsform   erleichtert die erstrebte Verwendung von    Isoliermänteln   gleichen Durchmessers für die beiden    Kaskadenstufen   und bringt eine Ersparnis an Isoliermaterial und eine Verringerung des Raumbedarfes für den    Kaskadenstromwandler,   weil    infolge   der    geringeren   Isolierung jedes der Einzelkerne der unteren Stufe bzw.

   Stufen alle Einzelkerne der betreffenden Stufe in einem Gehäuse untergebracht werden können, dessen Durchmesser nur so    gross   ist wie der Durchmesser des Gehäuses der obersten Stufe. Dieser Aufbau eines zweistufigen    Kaskadenstromwand-      lers   ist besonders dann von    Vorteil,   wenn man den    Kaskadenstromwandler      mit   einem Spannungswandler kombinieren    will,

     wie dies häufig erwünscht    ist.   Man kann dann    nämlich   ohne Schwierigkeit die obere    Kas-      kadenstufe   des    Spannungswandlers      mit   der oberen Stufe des    Kaskadenstromwandlers   in dem gemeinsamen Gehäuse in an sich bekannter Weise so unterbringen, dass die    aktiven   Teile des Stromwandlers oben, die aktiven Teile des Spannungswandlers unten liegen und die für die beiderseitigen    Ausleitungen   erforderlichen    Durchführungen   in entgegengesetzten Richtungen nebeneinander verlaufen.

   Bei der unteren    Kaskadenstufe      wird   die Anordnung    sinngemäss   genauso :getroffen, d. h. die    Durchführungen   für die    Ausleitungen   der Sekundärwicklungen der    Stromwandler-Kaskadenstufe   verlaufen von oben nach unten neben der von unten nach oben verlaufenden Durchführung für die    Ausleitung   der    Kaskadenspannungswandlerstufe,   deren aktive Teile unten angeordnet sind. 



  In vielen    Fällen   ist jedoch eine Kombination des    Kaskadenstromwandlers   mit einem    Spannungswandler   nicht    erforderlich,   so dass man bei dem    Aufbau   des    Kaskadenstromwandlers   keine Rücksicht auf die Unterbringung der aktiven Teile eines    Kaskadenspan-      nungswandlers   zu nehmen braucht. Andererseits besteht häufig der Wunsch, auf jede Stufe des Kaskadenstromwandlers den gleichen Anteil der Potentialdifferenz    zwischen      Hochspannungsanschluss   und Erde entfallen zu lassen, als z.

   B. einen    zweistufigen   Kaskadenstromwandler so    auszuführen,   dass auf jede der beiden Stufen die    Hälfte   der Potentialdifferenz zwischen Hochspannungsanschluss und Erde entfällt. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass die vorzugsweise als    Ringkerne   gestalteten beiden    Einzelkerne   der obersten Stufe mit ihren    Sekundärwicklungen   durch eine sie gemeinsam umhüllende Isolierung von der sie gemeinsam umfassenden Primärwicklung getrennt sind und diese Isolierung sich in einer die    Ausleitungen   aller Sekundärwicklungen enthaltenden    Durchführung   fortsetzt, während die beiden    Einzelkerne   der folgenden Stufe bzw.

   Stufen mit ihren    Sekundärwicklungen   - jeder für sich gegenüber seiner    Primärwicklung   entsprechend    isoliert   und    mit   je einer    Durchführung   für die Sekundärwicklung bzw. die Primärwicklung versehen -    räumlich   derart übereinander angeordnet sind,

   dass die die    Aus-      leitungen   der Sekundärwicklung des oben liegenden    Einzelkernes   enthaltende nach unten gerichtete Durchführung neben der die    Ausleitungen   der    Primärwicklung   des unten liegenden    Einzelkernes   enthaltenden nach oben gerichteten Durchführung in dem zwischen den Einzellernen befindlichen freien Raum    liegt.   Vorzugsweise werden die beiden    Einzelkerne   der obersten Stufe der Kaskade und mindestens der oben liegende Einzelkern der folgenden Stufe bzw. Stufen mit ihren Ebenen    horizontal   angeordnet.

   Man kann den Aussendurchmesser des oben    liegenden      isolierten,   als Ringkern    ausge-      bildeten      Einzellkernes   der unteren Stufe bzw. Stufen der Kaskade ebenso gross machen, wie den Aussendurchmesser der gemeinsam isolierten beiden, als Ringkerne ausgebildeten Einzelkerne der obersten Stufe der Kaskade und demgemäss für die einzelnen Stufen Isoliermäntel gleichen    Durchmessers   verwenden, auch    wenn   die    Isolierung   jedes der beiden    Einzelkerne   der unteren Stufe bzw. Stufen ebenso stark ist wie bei der obersten Stufe. Der unten    liegende      Einzelkern   der unteren Stufe bzw.

   Stufen der Kaskade, der zweckmässig als Mantelbern oder als    Rahmenkern      mit   rechteckigem    Kern-      fenster      ausgebildet   ist und dessen Aussenabmessungen auch nicht    grösser   sind,    kann   auch horizontal    liegend   angeordnet werden. Man kann ihn aber auch    mit   vertikal liegender Ebene einbauen, insbesondere    wenn   man ihn in das Fundament    hineinragen   lässt. 



  Ein    Ausführungsbeispiel   für einen zweistufigen    Kaskadenstromwandler   gemäss der Erfindung ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt, wobei Figur 2 das    Prinzip-      schaltbild   und Figur 3 rein schematisch unter    Fort-      lassung   aller für die Erfindung unwesentlichen Einzelheiten ein Beispiel für den    konstruktiven   Aufbau eines solchen zweistufigen    Kaskadenstromwandlers   zeigt.

   Die Primärwicklung 39 des    Kaskadenstromwandlers,   deren Enden an die    Hochspannungsklemmen   K, L angeschlossen sind, umfasst die beiden    vorzugsweise      als   Ringkerne ausgebildeten    Einzelkerne   40 und 41, von denen jeder eine Sekundärwicklung 42 bzw. 43 trägt. Die    Primär-      wicklung   39, die Eisenkerne 40, 41 und die Sekundärwicklungen 42, 43 bilden die aktiven Teile der oberen Stufe der Kaskade. Die untere Stufe    (Endstufe)   der Kaskade weist die gleiche Zahl von    Einzelkernen   auf wie die obere Stufe,    d.h.   in dem dargestellten Beispiel zwei vorzugsweise als Ringkerne ausgebildete Einzelkerne 44 und 45.

   Jeder von diesen Kernen trägt eine    Primärwicklung   46 bzw. 47 und eine Sekundärwicklung 48 bzw. 49. Die    Sekundärwicklungen   42, 43 der oberen Stufe und die Primärwicklungen 46, 47 der unteren Stufe    bilden   die Kopplungswicklungen der beiden Stufen der Kaskade. An die sekundären Klemmen    1k,   11 bzw. 2k, 21 des    Kaskadenstromwandlers   werden die    Bürden      für   verschiedene Aufgaben, z. B. ein Messgerät und ein    Schutzrelais,   angeschlossen. 



  Die beiden    Ringkerne   40 und 41 der oberen    Kas-      kadenstufe      sind,   wie    Fig.   3 zeigt,    mit   den zugehörigen 

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 Sekundärwicklungen 42 bzw. 43 bewickelt und gemeinsam    mit   einer ausreichenden Isolation so versehen, die, wenn es sich um einen flüssigkeitsisolierten Stromwandler handelt, in üblicher Weise aus Papierbandagen oder dgl. hergestellt ist. Die Isolation 50 weist einen als Durchführung für die    Ausleitungen   der beiden Sekundärwicklungen 42, 43 dienenden    Fortsatz   51 auf.

   Die    Primärwicklung   39 ist, wie in    Fig.   3 nur rein schematisch angedeutet, in der genügenden Anzahl von Windungen um die von der Isolation 50 umhüllten beiden Ringkerne 40, 41 mit ihren Sekundärwicklungen 42, 43 herumgeschlungen. Ein Isoliermantel 52 mit einer metallischen Grundplatte 53 und einem Metalldeckel oder einer Metallhaube 54 bildet das mit Isolierflüssigkeit    gefüllte   Gehäuse für die aktiven Teile der oberen Stufe des    Kaskadenstromwandlers.   Die untere Stufe der Kaskade besitzt einen Isoliermantel 55 mit einer    metallischen   Grundplatte 56 und einem Metalldeckel 57. In diesem ebenfalls mit    Isolierflüssigkeit   gefüllten Gehäuse sind die beiden Ringkerne 44 und 45 mit ihren Sekundärwicklungen 48 bzw. 49 untergebracht.

   Der die Sekundärwicklung 48 tragende Ringkern 46 ist mit einer beispielsweise aus Papierbandagen oder    dgl.   bestehenden Isolierhülle 58 gegenüber seiner    Primärwicklung   46 isoliert; eine entsprechende Isolierhülle 59 dient zur Isolation des Ringkernes 45 und seiner Sekundärwicklung 49 gegenüber seiner Primärwicklung 47. Die Isolierhüllen 58 und 59 haben als Durchführungen für die    Ausleitungen   der beiden Sekundärwicklungen 48, 49 dienende    Fortsätze   60 bzw. 61. Die Wicklungen 46 und 47, die mit den Wicklungen 42 und 43 der oberen Stufe verbunden sind, umschlingen die Ringkerne 44 und 45 mit einer entsprechenden Anzahl von Windungen, was in der    Fig.   3 nur schematisch angedeutet ist. 



  Die Ringkerne 44 und 45 befinden sich auf    Erd-      potential   und sind durch die Isolierhüllen 58, 59 gegenüber den auf einem mittleren Potential befindlichen Primärwicklungen 46, 47 entsprechend isoliert. Die    Ringkerne   40 und 41 der oberen Stufe befinden sich auf dem gleichen mittleren Potential wie die Wicklungen 46, 47 der unteren Stufe bzw. die mit diesen verbundenen Wicklungen 42, 43 der oberen Stufe. Dementsprechend müssen die Ringkerne 40 und 41 durch die Isolation 50 gegenüber der auf Hochspannung befindlichen Primärwicklung 39    isoliert   sein.

   Besonders    vorteilhaft   ist es, wenn man die Isolierhülle 50 mit ihrer Durchführung 51 und den Isoliermantel 52 der oberen Stufe so bemisst, dass auf die obere Stufe etwa    2/a   der    Potentialdifferenz      zwischen   dem    Hochspannungs-      anschluss   (also der    Primärwicklung   39) und Erde entfällt; die untere Stufe wird dann in der Bemessung des    Isoliermantels   55 und der Isolierungen 58 und 59 sowie der Durchführungen 60 und 61 nur für etwa    1/s   der    Potentialdifferenz   ausgelegt.

   Bei dieser Anordnung erzielt man eine wesentliche Ersparnis an Isoliermaterial und eine    Verringerung   des Raumbedarfes für die aktiven Teile der beiden    Kaskadenstufen;   denn die für die grössere    Potentialdifferenz   bemessene Isolierung 50 der oberen Stufe wird nur einmal benötigt, da sie beide Ringkerne 40, 41 gemeinsam umgibt; die für die beiden Ringkerne 44, 45 der unteren Stufe    erforderliche   getrennte Isolation    in.   Gestalt der Isolierhüllen 58, 59 hat jedoch wegen der geringeren Potentialdifferenz zwischen den Wicklungen 46, 47 und den geerdeten Ringkernen 44, 45 eine wesentlich geringere Stärke.

   Die beiden Ringkerne 44, 45 mit ihren Sekundärwicklungen und ihren Isolierhüllen 58, 59 sowie ihren Primärwicklungen 46, 47 können in Abweichung von der Darstellung in    Fig.   3 auch dicht nebeneinander angeordnet werden, so dass sie gegebenenfalls eine Einheit bilden, wobei es auch möglich ist, die beiden Durchführungen 60, 61 zu einer gemeinsamen Durchführung    für   alle sekundären    Ausleitungen      zusammenzufassen.   Man kann aber auch in der unteren Stufe zwei getrennte    Einkern-      Stromwandler   entsprechender Bemessung verwenden. 



  Der in    Fig.3   dargestellte    Kaskadenstromwandler   kann auch mit    Giessharzisolierung   ausgeführt werden. Schliesslich ist in der    Fig.   4 ein Ausführungsbeispiel für einen    Kaskadenstromwandler   gemäss der Erfindung dargestellt, bei dem bei Unterteilung des Eisenkernes jeder Stufe in zwei Einzelkerne auf jede Stufe der Kaskade der gleiche Anteil der Potentialdifferenz entfällt und trotzdem der Forderung nach    Isoliermaterialeinsparung   und nach Verringerung des Raumbedarfes Rechnung getragen ist.

   Die obere Stufe des    Kaskadenstromwandlers,   der in seiner Schaltung dem in den    Fig.   2 und 3 dargestellten Wandler entspricht,    stimmt   in ihrem Aufbau vollständig mit der oberen Stufe des in    Fig.   3 gezeichneten Wandlers überein, nur ist    im   Hinblick darauf, dass auf jede der beiden    Kaskadenstufen   hier die Hälfte der Potentialdifferenz zwischen Hochspannungsanschluss und Erde entfallen soll, die    Isolierung   50 der Primärwicklung 39 gegenüber den beiden Ringkernen 40, 41 und ihren Sekundärwicklungen 42, 43 schwächer bemessen als bei dem in    Fig.   3 dargestellten Kaskadenstromwandler, bei dem auf die obere Stufe der Kaskade etwa    2/s   der Potentialdifferenz entfällt.

   Die Isolation 50 weist einen als Durchführung für die    Ausleitungen   der beiden Sekundärwicklungen 42, 43 dienenden    Fortsatz   51 auf. Das Gehäuse der oberen    Kaskadenstufe   besteht aus dem Isoliermantel 52 mit der    metallischen   Grundplatte 53 und dem Metalldeckel oder der Metallhaube 54. Die untere Stufe der Kaskade besitzt einen    Isolier-      mantel   55 mit einem metallischen geerdeten Fundament 56 und einem Metalldeckel 57. In diesem Gehäuse ist oben der Ringkern 44 mit seiner Sekundärwicklung 48 horizontal liegend angeordnet.

   Er    ist   gegenüber seiner Primärwicklung 46, die mit den    Ausleitungen   der Sekundärwicklung 43 der oberen    Kaskadenstufe   verbunden ist, durch eine Isolierhülle 58 isoliert, die genau wie die Isolation 50 bei der oberen Stufe für die Hälfte der Potentialdifferenz zwischen Hochspannungsanschluss und Erde bemessen ist. Die    Isolierhülle   58 weist einen senkrecht nach unten gerichteten    Fortsatz   60 für die    Ausleitungen   der Sekundärwicklung 48 auf, die an die sekundären Anschlussklemmen 1k und 11 angeschlossen werden.

   Unten im Gehäuse befindet sich ebenfalls horizontal liegend der zweite, beispielsweise als Mantelkern ausgebildete Einzelkern 45 der unteren    Kaskadenstufe   mit seiner Sekundärwicklung 49, deren    Ausleitungen   an die sekundären Anschlussklemmen 2k und 21 geführt sind. Die zugehörige Primärwicklung 47, durch die Isolation 59 umhüllt, umfasst den sekundärbewickelten Mittelschenkel des Kernes 45 etwa ringförmig. Diese die Primärwicklung 47 enthaltende Isolation 59 weist eine senkrecht nach oben gerichtete Durchführung 61 für die beiden    Ausleitungen   der Primärwicklung 47 auf, die mit den    Ausleitungen   der    Sekundärwicklung   42 der oberen    Kaskadenstufe   verbunden sind.

   Die beiden Durchführungen 60 und 61 liegen also, in entgegengesetzten Richtungen verlaufend, nebeneinander in dem freien Raum zwischen dem oben liegenden Kern 44 und dem unten liegenden Kern 45. Diese    räumliche   Anordnung der bei- 

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 den    Einzelkerne   der unteren    Kaskadenstufe   ermöglicht es, die beiden Kernanordnungen, von denen jede ebenso stark    isoliert   ist wie die Kernanordnung der oberen    Kas-      kadenstufe,   in    einem   Gehäuse    unterzubringen,      welches   den gleichen Durchmesser und die gleiche Höhe wie    das   Gehäuse der oberen    Kaskadenstufe   hat. 



  Die    Isolierhüllen   50, 58 und 59 mit ihren Durchführungen 51, 60 bzw. 61 können in üblicher Weise aus Papierbandagen oder dgl.    hergestellt   sein, wenn die Gehäuse    für   die beiden    Kaskadenstufen   mit einer Isolierflüssigkeit oder    Isoliermasse      gefüllt   werden. Sie    können   aber auch in an sich bekannter Weise aus Giessharz bestehen, wobei dann die Gehäuse nicht mit einem    Isolier-      mittel,   z. B. mit Öl    gefüllt   zu werden brauchen, bzw.    ganz   in    Fortfall   kommen können. 



     Falls   die durch die Spulen- und Erdkapazitäten gegebene    natürliche      Potentialaufteilung   auf die    einzelnen   Stufen der Kaskade nicht den Wünschen entspricht, also    in   dem    dargestellten   Ausführungsbeispiel    die      Potential-      differenz   zwischen    Hochspannung   und Erde nicht gleichmässig auf die beiden    Kaskadenstufen   verteilt    wird,   so kann    man      in   eine, zwei oder mehr Stufen der Kaskade Steuerkondensatoren einbauen.

   In der    Fig.4   ist beispielsweise    in   dem freien Raum neben der    Durch-      führung   51 der oberen    Kaskadenstufe   eine    Steuerkon-      densatorsäule   62 angeordnet, die    einerseits   an den Deckel 54, andererseits an den Boden 53 angeschlossen ist. Diese    Kondensatorsäule   ist mit Rücksicht auf die Spulen- und Erdkapazitäten der beiden    Kaskadenstufen   so bemessen, dass sich die    Potentialdifferenz   zwischen Hochspannung und Erde    völlig      gleichmässig   auf beide Stufen verteilt.

   Um einen    Abgleich   zu    ermöglichen,      kann   man die    Kondensatorsäule   mit    Anzapfungen   versehen, die gegebenenfalls auch aus dem Gehäuse mittels Durchführungen im Boden oder Deckel herausgeführt werden können. Gelegentlich ist es erwünscht, dass die in dem sogenannten Relaiskern eines    Mehrkern   Wandlers zur Verfügung gestellte Messleistung    galvanisch      unterteilt   wird, um den    galvanisch   getrennten    Anschluss   verschiedener Schutzeinrichtungen, wie z. B. eines    Differential-      schutzes   und eines normalen    überstromschutzes,   zu ermöglichen.

   Man kann in einem solchen    Fall   in der untersten Stufe der Kaskade den einen    Einzelkern,   also den sogenannten Relaiskern durch zwei    Kerne   mit je eine Sekundärwicklung ersetzen. An die    Sekundärwicklung   des einen dieser beiden Kerne    wird   dann beispielsweise der Differentialschutz, an die Sekundärwicklung des anderen der    llberstromschutz,   oder andere Einrichtungen, die nicht die hohe Genauigkeit des    Messkernes   erfordern, angeschlossen.

   Da der    Relaiskern   im    allgemeinen   eine geringere Genauigkeit, jedoch eine höhere Leistung hat als der    sogenannte   Messkern, kann auf eine Ausschaltung der gegenseitigen    Beeinflussbarkeit,      wie   sie zwischen Relaiskern und Messkern so störend ist, hier verzichtet werden. Es ist    natürlich   auch möglich, in analoger Weise den sogenannten Messkern durch zwei    Kerne      mit   je einer Sekundärwicklung zu ersetzen, wenn die beiden galvanisch zu trennenden Messkreise die gleiche Genauigkeit haben, also eine gegenseitige Beeinflussung als weniger störend    empfunden   wird.

   In dem in    Fig.   4 dargestellten Ausführungsbeispiel würde also in der unteren    Kaskadenstufe   der eine von den beiden Kernen, z. B. der    Kern   45, aus zwei    Kernen   bestehen, von denen jeder eine    Sekundärwicklung   trägt, die aber beide von der gleichen    Primärwicklung   47    umfasst   sind.

   Ge-    gebenenfalls      kann   man ausserdem auch den    anderen      Kern   44 in der gleichen Weise .durch zwei    Kerne      mit   je einer    Sekundärwicklung   ersetzen, die von der    Primär-      wicklung   46    gemeinsam      umfasst   werden. Im letzteren    Fall      handelt   es sich dann um einen sogenannten Vierkern-Kaskadenstromwandler.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Kaskadenstromwandler in mehrstufiger Ausführung mit Kopplungswicklungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern jeder Stufe der Kaskade in zwei oder mehr Einzelkerne (40, 41 und 44, 45) mit je einer Sekundärwicklung (42, 43 und 48, 49) unterteilt ist und dass die von dem zu messenden Strom durchflossene Primärwicklung (39) der obersten Stufe sämtliche Ein- zelkerne (40, 41) dieser Stufe gemeinsam umfasst und dass ferner jeder von den Einzelkernen (44, 45) der weiteren Stufen eine besondere Primärwicklung (46 bzw. 47) aufweist, wobei diese Primärwicklung (46 bzw. 47) und die Sekundärwicklung (42 bzw.
    43) des entsprechenden Einzelkernes (40 bzw. 41) der vorgeschalteten Stufe miteinander verbunden die Kopplungswicklungen der beiden entsprechenden Stufen bilden. UNTERANSPRÜCHE 1. Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch in vorzugsweise flüssigkeitsisolierter Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise als Ringkerne gestalteten Einzelkerne (40, 41) der obersten Stufe mit ihren Sekundärwicklungen (42, 43) durch eine sie gemeinsam umhüllende Isolierung (50) von der sie gemeinsam umfassenden Primärwicklung (39) getrennt sind und dass diese Isolierung (50)
    sich in einer die Auslei- tungen aller Sekundärwicklungen enthaltenden Durchführung (51) fortsetzt, während die vorzugsweise auch als Ringkerne ausgebildeten Einzelkerne (44, 45) der folgenden Stufe bzw. Stufen mit ihren Sekundärwicklungen (48, 49) jeder für sich gegenüber seiner Primärwicklung (46 bzw. 47) entsprechend isoliert (58 bzw. 59) sind. 2. Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzellkerne (44, 45) der folgenden Stufe bzw.
    Stufen mit je einer eigenen oder mit einer gemeinsamen Durchführung (60 bzw. 61) für die Ausleitungen der Sekundärwicklungen (48, 49) versehen sind. 3. Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 1 in zweistufiger Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stufe so bemessen und mit einer solchen Isolierung (50, 51) der gemeinsamen Primärwicklung (39) gegenüber den Einzelkernen (40, 41) mit ihren Sekundärwicklungen (42, 43) versehen ist, dass auf die obere Stufe etwa 2/s der Potential- differenz zwischen Hochspannungsanschluss und Erde entfällt, während die untere Stufe (Endstufe) in ihrer Bemessung und in der Isolierung (58,
    60 bzw. 59, 61) der einzelnen Primärwicklungen (46, 47) gegenüber ihren auf Erdpotential liegenden Einzelkernen (44, 45) mit ihren Sekundärwicklungen (48, 49) nur für etwa 1/s der Potentialdifferenz ausgelegt ist. 4.
    Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise als Ringkerne gestalteten beiden Einzelkerne (40, 41) der obersten Stufe mit ihren Sekundärwicklungen (42, 43) durch eine sie gemeinsam umhüllende Isolierung (50) von der sie gemeinsam umfassenden Primärwicklung (39) getrennt sind und diese Isolierung sich in einer die Aus- <Desc/Clms Page number 5> Leitungen aller Sekundärwicklungen enthaltenden Durchführung (51) fortsetzt, während die beiden Einzelkerne (44, 45) der folgenden Stufe bzw.
    Stufen mit ihren Sekundärwicklungen (48, 49) - jeder für sich gegenüber seiner Primärwicklung (46 bzw. 47) entsprechend isoliert und mit je einer Durchführung (60 bzw. 61) für die Sekundärwicklung bzw. die Primärwicklung versehen räumlich derart übereinander angeordnet sind, dass die die Ausleitungen der Sekundärwicklung (48) des oberliegenden Einzelkernes enthaltende nach unten gerichtete Durchführung (60) neben der die Ausleitungen der Primärwicklung (47) des unterliegenden Einzelkernes enthaltenden nach oben gerichteten Durchführung (61) in dem zwischen den Einzelkernen befindlichen freien Raum liegt. 5.
    Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einzelkerne (40, 41) der obersten Stufe der Kaskade und mindestens der oberliegende Einzelkern (44) der folgenden Stufe bzw. Stufen mit ihren Ebenen horizontal angeordnet sind. 6. Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des oberliegenden isolierten, als Ringkern ausgebildeten Einzelkernes (44) der unteren Stufe bzw.
    Stufen der Kaskade ebenso gross ist wie der Aussendurchmesser der gemeinsam isolierten beiden, als Ringkerne ausgebildeten Einzelkerne (40, 41) der obersten Stufe der Kaskade. 7. Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der untersten Stufe der Kaskade der eine Einzelkern oder jeder der beiden Einzelkerne durch zwei Kerne mit je einer Sekundärwicklung ersetzt ist.
    B. Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der gewünschten Potentialaufteilung auf die einzelnen Stufen der Kaskade mindestens in einer Stufe Steuerkondensatoren (62) vorgesehen sind. 9. Kaskadenstromwandler nach Patentanspruch und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in der obersten Kaskadenstufe vorgesehenen Steuerkondensatoren (62) in Gestalt einer Säule in dem freien Raum neben der Durchführung (51) für die Auslei- tungen der Sekundärwicklungen (42, 43) angeordnet sind.
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