DE1025064B

DE1025064B - Current clamp transformer

Info

Publication number: DE1025064B
Application number: DES44638A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kroll
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-07-05
Filing date: 1955-07-05
Publication date: 1958-02-27

Description

Zangenstromwandler Zur vorübergehenden Messung des in einem Leiter fließenden Stromes sind Wandler bekannt, deren Eisenjoch so weit geöffnet werden kann, daß es um den stromdurchflossenen Leiter ohne Stromunterbrechung herumgelegt werden kann. Hierbei sind besonders diejenigen Wandler zu erwähnen, deren Eisenj och im wesentlichen nach Art einer Zange ausgebildet ist, so daß das Eisenjoch z. B. beim Zusammendrücken der Handhabe gespreizt und um den Leiter herumgelegt werden kann. Die Messung erfolgt dann mittels eines an die Sekundärwicklungen wirkenden Wandlerspulen vorübergehend oder dauernd angeschlossenen Meßgerätes, wie z. B. anzeigender oder schreibender Meßinstrumente.Current clamp transformer For temporary measurement of the in a conductor When the current flows, converters are known whose iron yokes are opened so wide can that it wrapped around the current-carrying conductor without current interruption can be. Here those converters are to be mentioned in particular, whose Eisenj och is designed essentially in the manner of pliers, so that the iron yoke z. B. spread when squeezing the handle and placed around the head can. The measurement is then carried out by means of a device acting on the secondary windings Transformer coils temporarily or permanently connected measuring device, such. B. indicative or writing meters.

Die Erfindung hat einen derartigen Zangenstromwandler zum Gegenstand. Erfindungsgemäß besteht sein die Wandlerteile tragendes bzw. umgebendes Gehäuise aus vier zwei gletiche Paarre bildenden, ads doppelarmige Hebel wirkenden Schalen, deren die Zangendrehachse umschließende Gelenkteile, wechselweise geschichtet, scharnierartig ineinandergreifen. Dieser Wandleraufbau ergibt einen konstruktiv einfachen, robusten und betriebssicher zu handhabenden Wandler, wobei insbesondere durch das wechselweise Schichten und scharnierartige Ineinandergreifen der Gelenkteile eine große Verwindungssteifigkeit gewährleistet ist.The subject of the invention is such a clamp-on current transformer. According to the invention, there is a housing that supports or surrounds the converter parts from four two gletiche pairs forming, ads double-armed lever acting shells, whose joint parts surrounding the pincer axis of rotation, alternately layered, hinge-like interlock. This converter structure results in a structurally simple, robust one and converters that can be handled reliably, in particular by the alternately Layers and hinge-like interlocking of the joint parts provide great torsional rigidity is guaranteed.

Die bekannten von der Griffseite her verschließbaren Anlegestromwandler werden nicht wie eine Zange bedient, sondern ihr Eisenweg wird durch Drehen eines Jochteiles geöffnet und geschlossen. Dadurch ergeben sich mehrere Stoßfugen, deren magnetischer Widerstand aus Gründen des mechanischen Aufbaues nicht konstant bleibt und damit im Laufe der Zeit zu ungenauen Meßergebnissen führt.The well-known clamp-on current transformers that can be locked from the handle side are not operated like a pair of pliers, but their iron path is made by turning one Yoke part opened and closed. This results in several butt joints magnetic resistance does not remain constant for reasons of the mechanical structure and thus leads to inaccurate measurement results over time.

Man hat zwar diese Nachteile durch einen anderen konstruktiven Aufbau zu beheben versucht; dieser Aufbau weicht aber stark von dem Zangenstromwandler gemäß der Erfindung ab, so daß die geschilderten Vorteile nicht erzielt werden.It is true that these disadvantages are due to a different structural design tried to fix; however, this structure differs significantly from the current clamp transformer according to the invention, so that the advantages described are not achieved.

Auch andere bekannte Stromwandler zeigen einen wesentlich anderen konstruktiven Aufbau, indem z. B. ein Teil der Eisenkerne parallel mit sich selbst verschiebbar ist; dadurch ergeben sich mehrere sich ungenau berührende Stoßfugen, welche mit der Zeit Anlaß für ungenaue Meßergebnisse geben.Other known current transformers also show a significantly different one constructive structure by z. B. a part of the iron cores parallel to itself is movable; this results in several inaccurately touching butt joints, which over time give rise to inaccurate measurement results.

Es wird im übrigen bei den erwähnten bekannten Wandlerkonstruktionen kaum eine Genauigkeit hinsichtlich der Kernberührungsflächen zu erzielen sein, da die beweglichen Kernteile nicht von stabilen Halteorganen geführt werden.It is also used in the aforementioned known converter constructions hardly any accuracy can be achieved with regard to the core contact surfaces, since the moving core parts are not guided by stable holding elements.

Sofern bei dem Zangenstromwandler gemäß der Erfindung das eine Ende der Gehäuseschalen als Handhabe und das andere Ende zur Lagerung der das Eisenjoch bildenden, spreizbaren beiden Kernteile dient, wobei durch die Formgebung der Kernteile das Eisenjoch im geschlossenen Zustand einen schlanken, etwa ovalen Körper ergibt, kann der erfindungsgemäße Zangenstromwandler auch in den Fällen zum Einsatz kommen, in denen die Leiter so dicht nebeneinander verlaufen, daß für das Hindurchgreifen des durch Spreizen geöffneten Eisenjoches nur ein schmaler Raum zur Verfügung steht. Die schlanke Formgebung ergibt außerdem einen großen Innenraum bei geschlossenem Eisenjoch, so daß auch Leitungen verhältnismäßig großer Abmessungen umfaßt werden können.Provided that one end of the clip-on current transformer according to the invention the housing shells as a handle and the other end for supporting the iron yoke forming, expandable two core parts is used, whereby by the shape of the core parts the iron yoke when closed results in a slim, roughly oval body, the current clamp transformer according to the invention can also be used in cases in which the ladder run so close together that you can reach through of the iron yoke opened by spreading, only a narrow space is available. The slim design also results in a large interior space when closed Eisenjoch, so that lines of relatively large dimensions are included can.

Gemäß der weiteren Erfindung sind die Kernteile, die insbesondere lose auf die Kernteile aufgeschobenen Spulen und alle weiteren Bauteile des Wandlers lose in die Gehäuseschalen des Wandlers eingelegt, so daß kein Bauteil verschraubt oder in irgendeiner Weise justiert zu werden braucht.According to the further invention, the core parts, in particular Coils loosely pushed onto the core parts and all other components of the converter loosely inserted into the housing of the converter so that no component is screwed or needs to be adjusted in any way.

Eingelegte, in verschiedenen Ebenen auf die Kernteile drückende Federn gewährleisten eine genaue Überdeckung der Berührungsflächen der sich gleichartig bewegenden Kernteile. Hierbei ist von besonderem Vorteil, daß die Drehzapfen der Kernteile auf der einen Zapfenseite mit seitlichem Spiel und auf der anderen Zapfenseite ohne ein solches Spiel drehbeweglich gehalten sind, da hierdurch ein Ausgleich in der Lagerung der Kernteile und damit ein guter Schluß des Eisenweges gewährleistet ist.Inlaid springs pressing on the core parts in different levels ensure an exact overlap of the contact surfaces of the same type moving core parts. It is particularly advantageous that the pivot pin of the Core parts on one side of the tenon with lateral play and on the other side of the tenon are held rotatably without such play, as this compensates in the storage of the core parts and thus a good end of the iron road guaranteed is.

Nehmen gemäß der weiteren Ausbildung des Zangenstromwandlers die als Handhabe dienenden Enden der Schalen je zwei Anschlußbuchsen für je einen der beiden vorgesehenen Meßbereiche auf, so können, wenn für die anzuschließenden Instrumente ein Stecker verwendet wird, Anschlußfehler nicht auftreten. Durch Einsetzen von Anschlußbuchsen in die Gehäuseschalen parallel zur Drehachse, wobei die Drehachse selbst als eine Anschlußbuchse ausgebildet ist, ist die Möglichkeit gegeben, ein Anzeigeinstrument direkt auf den Zangenstromwandler gut ablesbar aufzustecken. Sieht man solche Anschlußbuchsen auf beiden Zangenseiten mit entsprechender Verdrahtung wie bei den Anschlußbuchsen in der Handhabe vor, so können Messungen innerhalb zweier verschiedener Meßbereiche durch Aufstecken des Instrumentes entweder auf der einen oder anderen Seite des Zangenstromwandlers durchgeführt werden; es kann dann auf einen Umschalter verzichtet werden.Take according to the further training of the current clamp transformer as Handle serving ends of the shells each have two connection sockets for one of the two provided measuring ranges, so can, if for the instruments to be connected a plug is used, connection errors do not occur. By Insertion of connection sockets in the housing shells parallel to the axis of rotation, whereby the axis of rotation itself is designed as a connection socket, is the possibility given, a display instrument can be attached directly to the current clamp transformer so that it is easy to read. If you can see such connection sockets on both sides of the clamp with the corresponding wiring As with the connection sockets in the handle, measurements can be carried out within two different measuring ranges by attaching the instrument to either one or other side of the current clamp transformer; it can then on a changeover switch can be dispensed with.

Die Fig. 1 gibt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zangenstromwandlers wieder, wobei eine der vier das Gehäuse bildenden Schalen abgenommen ist; diese Schale ist in Fig.2 dargestellt. Aus den vier Schalen 1 ... 4 sind zwei gleiche Paare 1/2 und 3/4 gebildet, deren Gelenkteile 5 die Zangendrehachse 6 umschließen. Die Gelenkteile 5 der einzelnen Schalen sind, wie das Schnittbild der Fig. 1 a erkennen läßt, wechselweise geschichtet, und zwar liegt, an Hand der Fig. 1 und 1 a betrachtet, auf der Zeichenebene zunächst die Schale 4, auf deren die Drehachse 6 umschließendes Gelenkteil das Gelenkteil der Schale 3, hierauf nach Einbringen der Drehachse 6 das Gelenkteil der Schale 2 und schließlich das Gelenkteil der Schale 1 geschichtet ist. Die Gelenkteile 5 greifen somit scharnierartig ineinander. Dadurch ist eine große Verwindungssteifigkeit erzielt. Bei der wechselweisen Schichtung wird zwischen die Gelenkteile der Schalen 3 und 4 der Ring mit Anschlußfahne 7 eingelegt; zwischen den Gelenkteilen der Schalen 2 und 3 kommt der mit der eingebrachten Drehachse 6 verbundene Ring mit Anschlußfahne 8 zu liegen, während zwischen die Gelenkteile der Schalen 1 und 2 der Ring mit Anschlußfahne 9 konzentrisch zur Drehachse 6 eingelegt wird. Diese Ringe dienen zur später noch zu erläuternden Verdrahtung der Wandlerspulen mit Anschlußbuchsen. In den Schalen 1 ... 4 liegen, lose eingelegt, die beiden das Eisenjoch bildenden Kernteile 10 und 11, deren aus den Schalen herausragende Teile mit dem Isolierstoffschlauch 12/13 überzogen sind. Das obere Ende der Schalen 1 ... 4 dient zur Lagerung der Drehzapfen 14 der Kernteile 10 und 11. Gemäß der Darstellung in der Schemaskizze der Fig. 3 ist der Drehzapfen 14 des Kernteiles 10 in der Schale 3 ohne seitliches Spiel und in der Schale 1 mit seitlichem Spiel drehbeweglich gelagert, während der Drehzapfen 14 des Kernteiles 11 in der Schale 4 mit seitlichem Spiel und in der Schale 2 ohne seitliches Spiel drehbeweglich gehalten ist. In die Schalen neben den Drehzapfen 14 in Richtung derselben eingelegte, auf den Kernteil 10 bzw. 11 drückende Federn 15 und 16 gleichen das seitliche Spiel aus. Durch das seitliche Spiel wird ein .guter Schluß des durch die Kernteile 10 und 11 verlaufenden Eisenweges erzielt. Um eine gute überdeckung der Kernteile 10 und 11 an ihren Berührungsflächen 17 und 18 zu erzielen, sind weiterhin in Aussparungen der Schalen die Federn 19 und 20 eingelegt, welche in verschiedenen Ebenen in der Umgebung der Berührungsfläche 18 auf beide Kernteile 10 und 11 drücken. Die beiden Kernteile 10 und 11 ergeben bei geschlossener Zange einen schlanken, etwa ovalen Körper, welcher auch bei engen Raumverhältnissen ein leichtes Umfassen der stromführenden Leiter gestattet. In der Fig. 1 sind zwischen den beiden Kernteilen 10 und 11 verschiedene Ouerschnitte solcher Leiter gestrichelt angedeutet. Man erkennt, daß durch diesen Zangenstromwandler auch Leiter verhältnismäßig großer Abmessungen umfaßt werden können.1 shows an embodiment of the current clamp transformer according to the invention, one of the four shells forming the housing being removed; this shell is shown in Fig.2. From the four shells 1 ... 4, two identical pairs 1/2 and 3/4 are formed, the joint parts 5 of which enclose the pincer axis of rotation 6. The joint parts 5 of the individual shells are alternately layered, as can be seen in the sectional view of FIG enclosing hinge part the hinge part of the shell 3, then after introducing the axis of rotation 6 the hinge part of the shell 2 and finally the hinge part of the shell 1 is layered. The joint parts 5 thus interlock in a hinge-like manner. This achieves great torsional rigidity. With the alternating layering, the ring with the connecting lug 7 is inserted between the joint parts of the shells 3 and 4; Between the joint parts of the shells 2 and 3, the ring with the connecting lug 8 connected to the introduced axis of rotation 6 comes to lie, while the ring with the connecting lug 9 is inserted concentrically to the axis of rotation 6 between the joint parts of the shells 1 and 2. These rings are used for wiring the transducer coils with connection sockets, which will be explained later. In the shells 1 ... 4 are loosely inserted, the two core parts 10 and 11 forming the iron yoke, the parts of which protruding from the shells are covered with the insulating tube 12/13. The upper end of the shells 1 ... 4 serves to support the pivot pin 14 of the core parts 10 and 11. As shown in the schematic diagram of FIG. 3, the pivot pin 14 of the core part 10 is in the shell 3 without lateral play and in the shell 1 rotatably mounted with lateral play, while the pivot pin 14 of the core part 11 is rotatably held in the shell 4 with lateral play and in the shell 2 without lateral play. In the shells next to the pivot pin 14 in the direction of the same inserted, on the core part 10 or 11 pressing springs 15 and 16 compensate for the lateral play. A good conclusion of the iron path running through the core parts 10 and 11 is achieved by the lateral play. In order to achieve good coverage of the core parts 10 and 11 at their contact surfaces 17 and 18, the springs 19 and 20 are also inserted into recesses in the shells, which press on both core parts 10 and 11 in different planes in the vicinity of the contact surface 18. When the pliers are closed, the two core parts 10 and 11 result in a slim, approximately oval body, which allows the current-carrying conductor to be easily grasped even in tight spaces. In FIG. 1, different cross sections of such conductors are indicated by dashed lines between the two core parts 10 and 11. It can be seen that conductors of relatively large dimensions can also be encompassed by this current clamp transformer.

Außer den Kernteilen 10 und 11 sind die lose auf die Kernteile aufgeschobenen Spulen 21 als Sekundärwicklungen des Zangenstrornwandlers und alle weiteren Bauteile lose in die Schalen eingelegt. Sie werden ohne besondere Justierung nach dein Zusammensetzen der Schalen 1 ... 4 zu einem Gehäuse gehalten. Die beiden Spulen 21, von denen die rechte zur Erzielung eines weiteren Meßbereiches eine Anzapfung aufweist, sind gemäß dein Schaltbild der Fig.4 mit den am unteren, als Handhabe dienenden Ende der Schalen 1 ... 4 lose eingelegten Anschlußbuchsen 22/23 bzw. 2425 v erdralitet. Für die gemäß der Fig. 4 auszuführende Verdrahtung sind die schon erwähnten Ringe mit Anschlußfalinen 7 ... 9 erforderlich. Da die Anschlußbuchsen 2223 bzw. 24/25 einen Abstand besitzen, der dem Abstand der Stecker des zu benutzenden Meßinstrumentes entspricht, sind Anschlußfiehler bei Benutzung des einen oder anderen Meßbereiches ausgeschlossen. Um auch ein Meßinstrument auf den Zangenstromwandler aufstecken zu können, ist der Drehzapfen 6 als Anschlußbuchse ausgebildet, wobei als zweite Anschlußbuchse für den einen Meßbereich noch die Anschlußbuchse 26 auf der einen Zangenseite und für den anderen Meßbereich die Anschlußbuchse 27 auf der anderen Zangenseite zugänglich sind.Apart from the core parts 10 and 11, the coils 21, which are loosely pushed onto the core parts, as secondary windings of the current clamp transformer and all other components are loosely inserted into the shells. They are held without any special adjustment after the shells 1 ... 4 have been put together to form a housing. The two coils 21, of which the right to obtain a further measurement range has a tap, in accordance with your diagram of Figure 4 with the loose at the bottom, serving as a handle end of the shells 1 ... 4 inserted sockets 22/23 or 2425 wired. For the wiring to be carried out according to FIG. 4, the already mentioned rings with connection traps 7 ... 9 are required. Since the connection sockets 2223 and 24/25 have a distance which corresponds to the distance between the plugs of the measuring instrument to be used, connection errors are excluded when using one or the other measuring range. In order to be able to attach a measuring instrument to the clamp-on current transformer, the pivot 6 is designed as a connection socket, with the connection socket 26 on one clamp side being accessible as a second connection socket for one measuring area and the connection socket 27 on the other side of the clamps for the other measuring area.

Zum Messen an Hochspannungsleitungen werden auf die Handhaben des Zangenstromwandlers Verlängerungsstangen aufgesteckt.For measurements on high-voltage lines, the handles of the Clip-on current transformer extension rods attached.

Der an Hand der Figuren als eine Ausführungsform beschriebene Zangenstromwandler ist sowohl hinsichtlich seines konstruktiven Aufbaues als auch seiner Montage einfach. Er weist infolge der formschönen Verrundungen eine gefällige Form auf und ist leicht zu handhaben. Die Formgebung der Handhabe bietet dabei weitgehend Schutz gegen ein Einquetschen der Hände.The current clamp transformer described with reference to the figures as an embodiment is simple both in terms of its structural design and its assembly. It has a pleasing shape and is light due to the elegant roundings to handle. The shape of the handle offers largely protection against a Crushing of the hands.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Clip-on current transformer, characterized in that be the converter parts supporting or surrounding housing made of four two identical pairs forming, acting as a double-armed lever shells, the pincer axis of rotation enclosing joint parts, alternately layered, interlock like a hinge.

2. Current clamp transformer according to claim 1, characterized in that one end the shells as a handle for operating (opening) the pliers and the other end for Storage of the pivot pins of the two after closing the pliers a slim, serve approximately oval body resulting core parts.

3. Current clamp transformer according to claim 1 or 2, characterized in that in the shells the core parts that are on this Slipped coils and all other related components of the converter are loose are inserted.

4. clip-on current transformer according to claim 3, characterized in that inserted in recesses in the shells, in different levels on both core parts pressing springs a good coverage of the inserted core parts on their contact surfaces bring about.

5. clip-on current transformer according to claim 4, characterized in that two equal shells lateral play of one end of the pivot of the core parts have permissible bores, while the other two are the same Shells hold the other end of the pivot pins rotatably without such play.

6. clip-on current transformer according to claim 5, characterized in that in the shells inserted next to the pivot in the direction of the same, pressing on the core parts Springs compensate for the lateral play.

7. clip-on current transformer according to claim 2, characterized in that the ends of the shells serving as handles each receive two connection sockets for each measuring range, which rings are connected to coil connections for the various measuring ranges via the axis of rotation surrounding the axis of rotation. B. clamp current transformer according to claim 7, characterized in that the axis of rotation is designed as a connection socket which is used with a clamp on one side for a measuring range or with a further socket provided on the other clamp side for another measuring range for attaching a measuring instrument. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 576 994, 723 058, 822570.