CH619542A5

CH619542A5 - Current measuring device

Info

Publication number: CH619542A5
Application number: CH1369877A
Authority: CH
Inventors: Bruno Dr Mueller; Ulrich Baumgaertl; Werner Kohler; Hans-Guenther Rojahn
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1980-09-30
Also published as: SE7800844L; JPS53116184A; NL7712578A; BE864930A; FR2384265B1; DE2712064B2; DE2712064A1; IT7821082A0; FR2384265A1; SE421837B; DE2712064C3; IT1094273B

Description

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PATENTANSPRÜCHE grund ihrer Anordnung in der Anzeigeeinrichtung und der PATENT CLAIMS due to their arrangement in the display device and the

1. Strommesseinrichtung mit mindestens einer den zu mes- entsprechenden Ansteuerung über den Analog-Digital-Umset-senden Strom führenden Leiter umfassenden Wicklung als zer optisch eine Anzeige für den zu messenden Strom. Die Messfühler für den Strom und mit einer einen Sättigungsstrom- erfindungsgemässe Strommesseinrichtung ist daher sehr einfach wandler bildenden Einrichtung mit einem den Leiter umgeben- 5 aufgebaut und gibt zu Störungen wenig Anlass ; sie zeichnet sich den Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung sowie mit also durch eine besonders hohe Zuverlässigkeit aus. 1. Current measuring device with at least one winding comprising the conductor corresponding to the measurement to be controlled via the analog-digital converting current as an optical display for the current to be measured. The measuring sensor for the current and with a current measuring device according to the invention, which is a saturation current, is therefore constructed in a very simple manner with a converter surrounding the conductor and gives little cause for interference; It is characterized by the iron core with an applied secondary winding and with a particularly high level of reliability.

einem an den Messfühler angeschlossenen Analog-Digital- Die Zusammenfassung der einzelnen Bestandteile der erfin- an analog-digital connected to the sensor The summary of the individual components of the invented

Umsetzer, an den Licht emittierende Dioden angeschlossen dungsgemässen Strommesseinrichtung zu einer Baueinheit kann sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht emittierenden unterschiedlich erfolgen. So kann es zweckmässig sein, die Converter, current measuring device according to the invention connected to the light-emitting diodes, can be characterized in that the light-emitting take place differently. So it may be appropriate to

Dioden die Anzeigeelemente einer Anzeigeeinrichtung (11) für |„ einzelnen Bestandteile in einem Gehäuse unterzubringen, das den Strom bilden und dass die Anzeigeeinrichtung (11) mit dem von dem den zu messenden Strom führenden Leiter durchsetzt Diodes to accommodate the display elements of a display device (11) for individual components in a housing which form the current and that the display device (11) passes through with the conductor carrying the current to be measured

Messfühler (2), dem Sättigungsstromwandler (6) und dem Ana- wird. Zur Erzielung einer besonders kostengünstig herzustellen- Sensor (2), the saturation current transformer (6) and the analyzer. To achieve a particularly cost-effective

log-Digital-Umsetzer (10) zu einer Baueinheit (12) zusammen- den Strommesseinrichtung erscheint es jedoch vorteilhafter, log-digital converter (10) to form a structural unit (12), however, it seems more advantageous

gefasst ist, die dem den zu messenden Strom (J) führenden wenn die Baueinheit aus einem Giessharzblock besteht. In the current carrying the current (J) to be measured if the unit consists of a cast resin block. In

Leiter (1) unmittelbar zugeordnet ist (Fig. 1). is diesem Giessharzblock können alle Bestandteile der erfindungs- Head (1) is directly assigned (Fig. 1). With this cast resin block, all components of the inventive

2. Strommesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gemässen Strommesseinrichtung eingebettet sein, wobei die gekennzeichnet,dass die einzelnen Bestandteile der Baueinheit Einbettung der Anzeigeeinrichtung selbstverständlich so vorzu-in einem die Baueinheit bildenden Giessharzblock (20) einge- nehmen ist, dass sie noch ablesbar ist. 2. Current measuring device according to claim 1, characterized according to the current measuring device, wherein the are characterized in that the individual components of the unit embedding of the display device are of course taken in advance in a casting resin block (20) forming the unit so that it can still be read.

bettet sind (Fig. 2). Der Giessharzblock kann einen Mittendurchgang aufwei- are embedded (Fig. 2). The cast resin block can have a central passage

3. Strommesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch sen, um den den zu messenden Strom führenden Leiter hingekennzeichnet, dass den Licht emittierenden Dioden Lichtlei- durchführen zu können ; es kann aber unter Umständen auch ter (30) zugeordnet sind, welche die Anzeige an eine von der zweckmässig sein, den den zu messenden Strom führenden Baueinheit (32) entfernte Stelle übertragen (Fig. 3). Leiter fest in den Giessharzblock mit einzubetten und nur 3. Current measuring device according to claim 1 or 2, characterized sen to indicate the conductor carrying the current to be measured, that the light-emitting diodes can be carried out with light; however, it may also be associated with ter (30), which transmits the display to a point remote from the functional unit (32) carrying the current to be measured (FIG. 3). Embed the ladder firmly in the cast resin block and only

äussere Anschlussklemmen vorzusehen. provide external terminals.

Wenn aus verschiedenen denkbaren Gründen die Anzeigeeinrichtung der erfindungsgemässen Strommesseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Strommesseinrichtung einen der Ablesung abträglichen Abstand zu einer ablesenden mit mindestens einer den zu messenden Strom führenden Leiter Person aufweist, dann ist es gemäss einer Weiterbildung der umfassenden Wicklung als Messfühler für den Strom und mit Erfindung vorteilhaft, den Licht emittierenden Dioden Lichtlei-einer einen Sättigungsstromwandler bildenden Einrichtung mit io ter zuzuordnen, welche die Anzeige an eine von der Baueinheit einem den Leiter umgebenden Eisenkern mit aufgebrachter entfernte Stelle übertragen. Die Verwendung einer solchen Sekundärwicklung sowie mit einem an den Messfühler ange- Strommesseinrichtung kann beispielsweise dann erforderlich schlossenen Analog-Digital-Umsetzer, an den Licht emittie- werden, wenn der Strom in einem auf sehr hoher Spannung rende Dioden angeschlossen sind. liegendem Leiter gemessen werden soll. If, for various conceivable reasons, the display device of the current measuring device according to the invention relates to a current measuring device at a distance which is detrimental to the reading and to a reading person with at least one conductor carrying the current to be measured, then it is according to a development of the comprehensive winding as a measuring sensor for the Current and advantageous with the invention to assign the light-emitting diodes Lichtlei-a device forming a saturation current transformer with io ter, which transmit the display to an iron core surrounding the conductor with an applied remote location. The use of such a secondary winding and with a current measuring device connected to the measuring sensor can, for example, be necessary when the current is connected to the light when the current is connected in a diode that is at a very high voltage. lying conductor should be measured.

Bei einer bekannten Strommesseinrichtung dieser Art 35 Hier bietet die erfindungsgemässe Strommesseinrichtung im («Electrical Times», 3. April 1969, Seite 13) handelt es sich um Vergleich zu der eingangs beschriebenen, bekannten Anord-eine Einrichtung zur Messung des Stromes in einem Hochspan- nung den Vorteil, dass zur Anzeige auf Niederspannungspo-nungsleiter. Der Messfühler und der Sättigunsgstromwandler tential keine Umsetzer und Vorverstärker und damit auch keine sowie ein Modulator mit nachgeordneten Licht emittierenden zusätzliche Betriebsenergiequelle erforderlich ist. Auch bei Dioden befinden sich daher in einem Gehäuse auf Hochspan- 40 einer Anzeige auf Niederspannungspotential reicht zum Betrieb nungspotential, das auf einen Isolator aufgesetzt ist. Der Isola- der erfindungsgemässen Strommesseinrichtung also die tor seinerseits steht auf einem Fussteil auf Niederspannungspo- Betriebsenergie aus, die von dem Sättigungsstromwandler auf tential. Zur Gewinnung eines Strommesswertes auf Niederspan- Hochspannungspotential zur Verfügung gestellt wird, nungspotential sind an die Licht emittierenden Dioden im auf Zur Erläuterung der Erfindung ist in Figur 1 ein Block-Hochspannungspotential befindlichen Kopfgehäuse Lichtleiter 45 Schaltbild als Beispiel der erfindungsgemässen Strommessein-angeschlossen, die innerhalb des Isolators zum Fussgehäuse richtung dargestellt. In Figur 2 ist eine konstruktive Ausfüh-geführt sind. Am niederspannungsseitigen Ende der Lichtleiter rungsform der erfindungsgemässen Strommesseinrichtung wiesind Lichtempfänger, Umsetzer und Vorverstärker angeschlos- dergegeben und in Figur 3 ist eine Ausführung dargestellt, bei sen, so dass niederspannungsseitig eine Messgrösse gewinnbar der die Anzeige über Lichtleiter übertragen wird. In a known current measuring device of this type 35, the current measuring device according to the invention in (“Electrical Times”, April 3, 1969, page 13) is a comparison to the known arrangement described at the beginning — a device for measuring the current in a high-voltage the advantage that it can be displayed on a low voltage voltage conductor. The measuring sensor and the saturation current transformer do not require any converters and preamplifiers and therefore also none and a modulator with downstream light-emitting additional operating energy source is required. Also in the case of diodes there is therefore a high-voltage display in a housing at low voltage potential sufficient for operation, which is placed on an insulator. The isolator of the current measuring device according to the invention, ie the gate, in turn stands on a foot part on low-voltage po operating energy, which is caused by the saturation current transformer. To obtain a current measurement value at low-voltage high-voltage potential is provided, voltage potentials are connected to the light-emitting diodes in the To explain the invention, a block high-voltage potential is located in Figure 1 head housing light guide 45 circuit diagram as an example of the current measurement according to the invention, which are connected within the Isolators to the foot housing direction shown. In FIG. 2, a design is carried out. At the low-voltage end of the optical waveguide shape of the current measuring device according to the invention, light receivers, converters and preamplifiers are connected and in FIG. 3 an embodiment is shown, so that a measurable variable can be obtained on the low-voltage side and the display is transmitted via optical waveguides.

ist, die ein Abbild des Stromes im Hochspannungsleiter dar- 50 Das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 zeigt einen den zu stellt. messenden Strom J führenden Leiterl, der von einer Wicklung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strommess- 2 als Messfühler für den Strom J umfasst ist ; der Messfühler 2 ist einrichtung vorzuschlagen, die vergleichsweise einfach aufge- jm dargestellten Ausführungsbeispiel als eisenkernlose Wickbaut und daher mit geringem Aufwand herstellbar ist. jung nacjj ^rt einer Rogowskispule ausgeführt. Es ist aber which is an image of the current in the high-voltage conductor. The exemplary embodiment according to FIG. measuring current J leading conductor, which is based on a winding The object of the invention is a current measuring 2 as a measuring sensor for the current J; The measuring sensor 2 is to be proposed a device which constructs a comparatively simply illustrated embodiment as an iron core-free winding and can therefore be produced with little effort. Jung nacjj ^ rt a Rogowski coil. But it is

Zur Lösung dieser Aufgabe bilden bei einer Strommessein- 55 mögHch, als Messfühler eine auf einen Ringkern aufgebrachte richtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss die Sekundärwicklung zu verwenden, wobei dann der Eisenkern mit To achieve this object, in the case of a current measuring device, the secondary winding according to the invention can be used as the measuring sensor in a direction of the type described at the outset which is applied to a ring core, the iron core then also being used

Licht emittierenden Dioden die Anzeigeelemente einer Anzei- Sekundärwicklung zusammen mit dem Leiter 1 einen an sich geeinrichtung für den Strom, und die Anzeigeeinrichtung mit bekannten Einleiterstromwandler bildet. Light-emitting diodes, the display elements of a display secondary winding together with the conductor 1 form a device for the current per se, and the display device with known single-wire current transformers.

dem Messfühler, dem Sättigungsstromwandler und dem Ana- Der Hochspannungsleiter 1 ist ferner von einem Eisenkern log-Digital-Umsetzer ist zu einer Baueinheit zusammengefasst, 60 3 umgeben, auf den zwei Sekundärwicklungen 4 und 5 aufge- the high-voltage conductor 1 is furthermore surrounded by an iron core log-digital converter is combined to form a structural unit, 60 3, on which two secondary windings 4 and 5 are connected.

die dem den zu messenden Strom führenden Leiter unmittelbar bracht sind. Eisenkern 3 und Sekundärwicklungen 4 und 5 sind zugeordnet ist. so bemessen, dass sie zusammen mit dem Leiter leinen Sätti- which are brought directly to the conductor carrying the current to be measured. Iron core 3 and secondary windings 4 and 5 are assigned. dimensioned so that together with the conductor they line

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Strom- gungsstromwandler 6 bilden. An die Sekundärwicklungen 4 und messeinrichtun besteht darin, dass die Licht emittierenden Dio- 5 sind Gleichrichter 7 und 8 angeschlossen. Form an essential advantage of the current-flow current transformers 6 according to the invention. Rectifiers 7 and 8 are connected to the secondary windings 4 and measuring devices in that the light-emitting diodes 5 are connected.

den zugleich die Anzeigeelemente einer Anzeigeeinrichtung für 6J An den Messfühler 2 ist ein Verstärker 9 angeschlossen, den Strom bilden, so dass besondere Lichtleiter und diesen dessen Betriebsspannung von der Sekundärwicklung 5 über den nachgeordnete Lichtempfänger, Umsetzer und Vorverstärker Gleichrichter 8 geliefert wird. Dem Verstärker 9 ist ein Analogentfallen können. Die Licht emittierenden Dioden geben auf- Digital-Umsetzer 10 zugeordnet, an den eine Anzeigeeinricli- At the same time, the display elements of a display device for 6J. An amplifier 9 is connected to the sensor 2 and forms the current, so that special light guides and their operating voltage are supplied by the secondary winding 5 via the downstream light receiver, converter and preamplifier rectifier 8. The amplifier 9 is an analog can be omitted. The light-emitting diodes are assigned to digital converters 10, to which a display device

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tung 11 angeschlossen ist. Die Anzeigeeinrichtung 11 enthält in an sich bekannter Weise Licht emittierende Dioden, die bei entsprechender Ansteuerung durch den Analog-Digital-Umsetzer 10 den zu messenden Strom J in digitaler Form anzeigen. device 11 is connected. The display device 11 contains, in a manner known per se, light-emitting diodes which, when appropriately controlled by the analog-digital converter 10, display the current J to be measured in digital form.

Zur Betriebsspannungsversorgung des Analog-Digital-Umsetzers 10 dient der Gleichricher 7, der an die Sekundärwicklung 4 des Sättigungsstromwandlers 6 angeschlossen ist. The rectifier 7, which is connected to the secondary winding 4 of the saturation current transformer 6, is used to supply the operating voltage to the analog-digital converter 10.

Aufgrund der zur Verfügung stehenden elektronischen Bauteile wird man der Verwendung einer Anordnung den Vorzug geben, bei der der Anaîog-Digital-Umsetzer und die Licht emittierenden Dioden eine Baueinheit bilden. Due to the available electronic components, preference will be given to using an arrangement in which the Anaîog-digital converter and the light-emitting diodes form a structural unit.

Der Messfühler 2, der Sättigungsstromwandler 6 mit den Gleichrichtern 7 und 8 und der Analog-Digital-Umsetzer 10 mit nachgeordneter Anzeigeeinrichtung 11 sind zu einer Baueinheit 12 zusammengefasst, die dem den zu messenden Strom führenden Leiter 1 unmittelbar zugeordnet, beispielsweise an ihm befestigt ist. The sensor 2, the saturation current transformer 6 with the rectifiers 7 and 8 and the analog-digital converter 10 with a downstream display device 11 are combined to form a unit 12 which is directly assigned to the conductor 1 to be measured, for example attached to it.

Die erfindungsgemässe Strommesseinrichtung nach Figur 1 arbeitet in der Weise, dass der von dem Messfühler 2 erfasste Strom J in der Anzeigeeinrichtung 11 in digitaler Form zur Anzeige gebracht wird, wobei eine externe Betriebsspannungsquelle nicht erforderlich ist, weil von dem zu messenden Strom J selbst über den Sättigungsstromwandler 6 die Betriebsspannung für die elektronischen Baueinheiten zur Verfügung gestellt wird. The current measuring device according to FIG. 1 operates in such a way that the current J detected by the measuring sensor 2 is displayed in digital form in the display device 11, an external operating voltage source not being necessary because of the current J to be measured itself via the Saturation current transformer 6, the operating voltage for the electronic units is provided.

Bei der konstruktiven Ausführung der erfindungsgemässen Strommesseinrichtung nach Figur 2 sind die einzelenen Bestandteile in einem Giessharzblock 20 eingebettet, in dem s auch der den zu messenden Strom führende Leiter 21 gehalten ist. Aus dem Giessharzblock 20 schauen daher nur die Anschlussklemmen 22 und 23 zu beiden Seiten heraus. Auch die Anzeigeeinrichtung 24 ist in dem Giessharzblock eingebettet und zwar so, dass sie gut betrachtet werden kann. In the construction of the current measuring device according to the invention according to FIG. 2, the individual components are embedded in a casting resin block 20, in which the conductor 21 carrying the current to be measured is also held. Therefore, only the connecting terminals 22 and 23 look out of the casting resin block 20 on both sides. The display device 24 is also embedded in the cast resin block in such a way that it can be viewed well.

i » Muss die erfindungsgemässe Strommesseinrichtung beispielsweise an einem nicht einsehbaren Ort angeordnet werden, dann kann die von ihr gelieferte Anzeige - wie Figur 3 zeigt -über Lichtleiter 30 um Ecken und Winkel herum dorthin übertragen werden, wo sie gut ablesbar ist. Der von der Anzeigeein-i s richtung 31 wiedergegebene Messwert wird dann über die Lichtleiter 30 an einer anderen von der Baueinheit 32 entfernten Stelle 33 zur Anzeige gebracht. If the current measuring device according to the invention has to be arranged, for example, in a location that cannot be seen, then the display it supplies - as shown in FIG. 3 - can be transmitted around corners and angles via light guide 30 to where it can be easily read. The measured value reproduced by the display device 31 is then displayed via the light guide 30 at another location 33 remote from the assembly 32.

Unter Verwendung der Lichtleiter 30 kann die erfindungsgemässe Strommesseinrichtung auch dann eingesetzt werden, 2» wenn sich die Baueinheit 32 hoch über der Erde befindet, weil die Ströme in hochgespannten Leitern erfasst werden sollen. Using the light guide 30, the current measuring device according to the invention can also be used when the structural unit 32 is located high above the earth because the currents are to be recorded in high-tension conductors.

Mit der Erfindung wird eine Strommesseinrichtung vorgeschlagen, mittels der in einfacher und damit kostengünstigerweise der Strom in einem Leiter angezeigt werden kann und zwar unabhängig davon, ob dieser Leiter auf Niederspannungsoder Hochspannungspotential liegt. The invention proposes a current measuring device by means of which the current in a conductor can be displayed in a simple and therefore inexpensive manner, regardless of whether this conductor is at low-voltage or high-voltage potential.

C C.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings