DE1248154B

DE1248154B - Mit einem Spannungwandler kombinierter Wandler

Info

Publication number: DE1248154B
Application number: DE1964S0090387
Authority: DE
Inventors: Gerhard Gericke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-04-06
Filing date: 1964-04-06
Publication date: 1967-08-24
Also published as: CH419329A

Description

Mit einem Spannungwandler kombinierter Wandler Die Erfindung betrifft einen mit einem Spannungswandler kombinierten, eine seinem Erregerstrom proportionale Spannung abgebenden Wandler, der oberhalb des Spannungswandlers angeordnet ist. Im Sinne der Erfindung wird dabei unter einem Spannungswandler ein herkömmlicher, die üblichen an Spannungswandler gestellten Anforderungen erfüllender induktiver Spannungswandler und unter einem eine dem Erregerstrom proportionale Spannung abgebenden Wandler in Anlehnung an die gebräuchliche Terminologie auf anderen Gebieten der Technik ein Wandler verstanden, der ganz allgemein eine dem Primärstrom proportionale Spannung liefert.
Zur Speisung sehr schneller elektronischer Schutzschaltungen sind bekanntlich der induktive Spannungswandler und der eisenlose oder nur schwach eisenbehaftete Stromwandler besonders gut geeignet. Aufgabe der Erfindung ist es, zur Speisung elektronischer Schutzschaltungen einen mit einem Spannungswandler kombinierten Wandler zu schaffen, der in kostensparender Weise mit dem Spannungswandler vereinigt ist.
Der mit einem Spannungswandler kombinie-te Wandler gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Erregerstrom durchflossene, aus einer oder mehreren Windungen bestehende Leiterschleife das Fenster des die Sekundärwicklung des Wandlers tragenden Eisenkernes ohne Umschlingung desselben durchsetzt.
In der F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen, mit einem Spannungswandler kombinierten Wandlers dargestellt; der Spannungswandler besteht in bekannter Weise aus dem Topf 1, dem Durchführungsisolator 2 und dem Kopf 3. Im Topf 1 ist in waagerechter Lage der als Mantelkern ausgebildete Eisenkern 4 des Spannungswandlers angeordnet. Auf dem Mittelschenkel 5 des Eisenkernes 4 ist die Sekundärwicklung 6 des Spannungswandlers aufgebracht, die durch eine Isolation 7 von der ebenfalls auf dem Mittelschenkel s des Eisenkernes 4 angeordneten Primärwicklung 8 des Spannungswandlers galvanisch getrennt ist. Die Primärwicklung 8 des Spannungswandlers ist von dem Strahlungsring 9 umgeben, an den sich das Rohr 10 aus unmagnetischem Material möglichst geringer elektrischer Leitfähigkeit anschließt. Primärwicklung 8 und Strahlungsring 9 sind von der Hochspannungsbandage 11 umgeben, die in die Hochspannungsdurchführung 12 übergeht, in der die hochspannungsseitige Zuleitung 13 des Spannungswandlers geführt ist. Zur Potentialsteuerung trägt die Hochspannungsdurchführung 12 leitende Beläge 14, 15 und 16.
Konzentrisch um die Hochspannungsdurchführung 12 herum, innerhalb des Durchführungsisolators 2, ist der die Sekundärwicklung 17 tragende Eisenkern 18 des eine dem Erregerstrom proportionale Spannung abgebenden Wandlers angeordnet. Dieser Wandler wird durch eine aus einer Windung bestehende Leiterschleife 19 erregt, die wie die hochspannungsseitige Zuleitung 13 des Spannungswandlers innerhalb der Hochspannungsdurchführung 12 des Spannungswandlers geführt ist und somit das Fenster 20 des die Sekundärwicklung 17 des Wandlers tragenden Eisenkernes 18 durchsetzt.
In der F i g. 2 ist nur der eine dem Erregerstrom proportionale Spannung abgebende Wandler gezeigt, um eine genaue Darstellung seiner Wirkungsweise geben zu können. Auf den aus den beiden Teilen 21 und 22 bestehenden, als Ringkern ausgebildeten Eisenkern ist die aus den beiden hintereinandergeschalteten, gegensinnig gewickelten Teilwicklungen 23 und 24 bestehende Sekundärwicklung toroidförmig aufgebracht. An die Enden 25 und 26 der Teilwicklungen 23 und 24 ist die Bürde 27 des Wandlers angeschlossen. Innerhalb des Eisenkernes und des Rohres 10 ist die aus dem Hinleiter 28 und dem Rückleiter 29 gebildete Leiterschleife angeordnet, und zwar vorzugsweise senkrecht zu der Trennfläche 30 der beiden Teilwicklungen 23 und 24. Die ebenfalls das Fenster 20 des Eisenkernes durchsetzende hochspannungsseitige Zuleitung 13 des Spannungswandlers ist in beliebiger Lage, jedoch von der Leiterschleife isoliert innerhalb des Rohres 10 angeordnet. Um eine Beeinflussung der Sekundärwicklung des Wandlers durch den die hochspannungsseitige Zuleitung 13 des Spannungswandlers durchfließenden Leerlauf- bzw. Laststrom zu vermeiden, ist auf den aus den Teilen 21 und 22 bestehenden Eisenkern des Wandlers eine weitere Sekundärwicklung 31 aufgebracht, die aus einer gleichmäßig den Eisenkern überdeckenden, gleichsinnig gewickelten Wicklung oder aus mehreren gleichsinnig gewickelten, hintereinandergeschalteten Teilwicklungen besteht. Die Anschlußenden 32 und 33 der weiteren Sekundärwicklung sind kurzgeschlossen.
Wird die aus dem Hinleiter 28 und dem Rückleiter 29 gebildete Leiterschleife vom Primärstrom durchflossen, dann durchsetzt ihr Magnetfeld den Eisenkern in der in der F i g. 2 gezeigten Weise und induziert in die beiden Teilwicklungen 23 und 24 je eine EMK. Beide EMK addieren sich infolge des gewählten Wicklungsaufbaues der Sekundärwicklung des Wandlers und treiben einen Strom T durch die Bürde 27 des Stromwandlers, der in weiten Bereichen des Primärstromes diesem proportional ist. Daher ist der erfindungsgemäße Wandler außerordentlich gut zur Speisung von Schutzschaltungen geeignet.
Die Wirkung des durch die hochspannungsseitige Zuführung 13 des Spannungswandlers fließenden Leerlauf- bzw. Laststromes auf das Übertragungsverhalten des erfindungsgemäßen Wandlers wird weitgehend durch die kurzgeschlossene weitere Sekundärwicklung 31 eingeschränkt.
Es ist also mittels des erfindungsgemäßen kombinierten Wandlers möglich, vorzugsweise elektronischen Schutzschaltungen Meßgrößen zuzuführen, die ein getreues Abbild der Primärvorgänge darstellen. Gegenüber der Verwendung eines reinen Luftkernes für einen Stromwandler bringt der erfindungsgemäße Aufbau des mit einem Eisenkern ausgerüsteten Wandlers den Vorteil mit sich, daß der magnetische Kreis des so gebildeten Wandlers schwach mit Eisen behaftet ist, wodurch die magnetische Kopplung verbessert wird. Außerdem besitzt der Sekundärkreis eines solchen Wandlers eine höhere Induktivität, die seine Zeitkonstante vergrößert. Dadurch kommt man den Bedürfnissen der elektronischen Schutztechnik sehr entgegen.

Claims

Patentansprüche: 1. Mit einem Spannungswandler kombinierter, eine seinem Erregerstrom proportionale Spannung abgebender Wandler, der oberhalb des Spannungswandlers angeordnet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß einevon demErregerstrom durchflossene, aus einer oder mehreren Windungen bestehende Leiterschleife (19) das Fenster (20) des die Sekundärwicklung (17) des Wandlers tragenden Eisenkernes (18) ohne Umschlingung desselben durchsetzt.
2. Mit einem Spannungswandler kombinierter Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (13) des Spannungswandlers durch das Fenster (20) des die Sekundärwicklung (17) des Wandlers tragenden Eisenkernes (18) geführt ist.
3. Mit einem Spannungswandler kombinierter Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sekundärwicklung (17) des Wandlers tragende, innerhalb des Durchführungsisolators (2) angeordnete Eisenkern (18) in an sich bekannter Weise über die Hochspannungsdurchführung (12) des Spannungswandlers geschoben ist.
4. Mit einem Spannungswandler kombinierter Wandler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleife (19) und die Zuleitung (13) des Spannungswandlers innerhalb des Rohres (10) der Hochspannungsdurchführung (12) untergebracht sind.
5. Mit einem Spannungswandler kombinierter Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (17) des Wandlers aus zwei hintereinandergeschalteten und gegensinnig gewickelten Teilwicklungen (23, 24) besteht.
6. Mit einem Spannungswandler kombinierter Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwicklungen (23, 24) in an sich bekannter Weise toroidförmig auf den als Ringkern ausgebildeten Eisenkern (21, 22) aufgebracht sind.
7. Mit einem Spannungswandler kombinierter Wandler nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleife (19) senkrecht zur Trennfläche (30) der Teilwicklungen (23, 24) angeordnet ist. B. Mit einem Spannungswandler kombinierter Wandler nach den voraufgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Eisenkern (21, 22) des Wandlers eine diesen gleichmäßig umschlingende weitere Sekundärwicklung (31) aufgebracht ist, deren Enden (32, 33) kurzgeschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 640 832, 188 243, 957 499; deutsche Auslegeschrift Nr. 1146 974.