DE1590701B2 - REDUCING REACTOR FOR REMOTE CABLE - Google Patents

REDUCING REACTOR FOR REMOTE CABLE

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DE1590701B2 DE1966T0030496 DET0030496A DE1590701B2 DE 1590701 B2 DE1590701 B2 DE 1590701B2 DE 1966T0030496 DE1966T0030496 DE 1966T0030496 DE T0030496 A DET0030496 A DE T0030496A DE 1590701 B2 DE1590701 B2 DE 1590701B2
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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Description

verlegten Kabeln verwendet werden, bei welchenlaid cables are used, in which

durch das spätere Auftreten eines Störers erst nachträglich ein Schutzbedürfnis auftrat, sie haben jedoch 40 sämtlich den Nachteil, daß sie in das Kabel eingespleißt werden müssen, was einen erheblichen Aufwand darstellt. Außerdem besitzen ihre Wicklungen elektrische Werte, welche von den ursprünglichenthe later occurrence of an interferer did not result in a need for protection until afterwards, but they have 40 all have the disadvantage that they have to be spliced into the cable, which is a considerable effort represents. In addition, their windings have electrical values that are different from the original ones

Die Erfindung betrifft eine Reduktionsdrossel zur Kabeldaten abweichen, zumindest wird das Kabel Reduzierung von Fremdspannungen in Fernmelde- 45 elektrisch länger, so daß ein neuer Abgleich des Kakabeln durch induktive Einkopplung einer Gegen- bels notwendig werden kann. Ein weiterer Nachteil spannung in die Kabeladern. dieser Transformatoren besteht darin, daß bei Kabeln,The invention relates to a reduction throttle for cable data, at least the cable will Reduction of external voltages in telecommunications 45 electrical longer, so that a new adjustment of the cables may become necessary due to the inductive coupling of an opposing lever. Another disadvantage voltage in the cable cores. of these transformers consists in the fact that cables,

Bei derartigen Bauelementen, die in der Art eines deren kontinuierlich geerdeter Mantel als Pilotleiter Transformators wirken, ist es erforderlich eine ma- dient, an jeder Einbäustelle zwischen den offenen gnetische Kopplung zwischen den als Sekundärwick- 50 Enden des Pilotleiters nur eine Teilspannung auftritt, lung auffaßbaren Adern des Kabels und einem die etwa der Spannung entspricht, welche in der Um- »Pilotleiter« genannten Leiter zu erzielen, welcher gebung der Einbaustelle innerhalb des sogenannten die erregende Primärwicklung darstellt. Steht die im »Wirkungsbereiches« induziert wird, die zur Reduzie-Pilotleiter auftretende Spannung, bzw. der in ihm rung herangezogen werden kann. Dadurch werden fließende Strom in einer Beziehung (nach Betrag und 55 gelegentlich viele Einbaustellen notwendig und bei Phase) zu einer von äußeren Störquellen in das Kabel geringer spezifischer Fremdspännung (V/km) wird die z. B. durch induktive Beeinflussung eingekoppelten Relation Aufwand/Volt äußerst ungünstig.
Längsspannung (z.B. aus Starkstromleitungen der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieIn the case of such components, which act as a pilot conductor transformer in the manner of a continuously earthed sheath, it is necessary to detect only a partial voltage at each installation point between the open magnetic coupling between the secondary winding ends of the pilot conductor Cores of the cable and one that corresponds roughly to the voltage to be achieved in the conductor called the "pilot conductor", which is the environment of the installation point within the so-called primary winding. If it is induced in the »effective area«, the voltage occurring in the reduction pilot line or which can be used in it. As a result, flowing current in a relationship (according to amount and 55 occasionally many installation sites necessary and with phase) to one of external sources of interference in the cable of low specific external voltage (V / km), the z. B. due to inductive influence coupled ratio effort / volt extremely unfavorable.
Longitudinal voltage (for example from power lines of the invention is based on the object

Energieversorgung oder aus Fahrleitungen elektrischer Reduzierung von Längsspannungen in Fernmelde-Bahnen), so kann in die Adern eine der Fremdspan- 60 kabeln durch induktive Einkopplung einer Gegennung entgegengesetzte Spannung induziert werden, spannung in die Adern des Kabels möglichst einfach wodurch die verbleibende Fremdspannung reduziert zu gestalten. Dies soll besonders auch für geringe wird. Diese Reduzierung von Fremdspannungen ist spezifische Längsspannungen mit einem technisch von Bedeutung für die Verminderung von bereits und wirtschaftlich günstig einsetzbaren Bauelement durch geringe (wenige V/km) Fremdspannungen her- 65 zu bewirken sein.Energy supply or from overhead lines electrical reduction of longitudinal voltages in telecommunication railways), in this way one of the external tension cables can be inserted into the cores by inductive coupling of a counterpart opposite voltage are induced, voltage in the wires of the cable as simple as possible thereby reducing the remaining external voltage. This is especially intended for small will. This reduction of external voltages is specific longitudinal voltages with a technical of importance for the reduction of components that can already be used economically can be brought about by low (a few V / km) external voltages.

vorrufbaren Störungen (z. B. Wählstörungen oder Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-callable faults (e.g. dialing faults or

Geräuschstörungen). löst, daß eine Reduktionsdrossel, die aus einem inNoise interference). solves that a reduction throttle, which consists of an in

Es ist (neben Methoden, welche die Herabsetzung mindestens 2 Teile zerlegbaren langgestreckten, zylin-It is (in addition to methods that reduce at least 2 parts of collapsible elongated, cylindrical

drischen Magnetkern besteht, um das Fernmeldekabel, ohne dieses zu schneiden, gelegt und geschlossen wird, wobei der Kabelmantel oder ein Ersatzleiter als Primär-Pilotleiter-Wicklung dienen kann und die Adern die Sekundär-Wicklung bilden.Drischen magnetic core is to the telecommunication cable without cutting it, laid and closed is, wherein the cable sheath or a replacement conductor can serve as the primary pilot winding and the The cores form the secondary winding.

Um eine, vom jeweiligen Anwendungsfall abhängig, bestimmte Anschaltung eines oder mehrerer Pilotleiter oder anderer zusätzlicher Leiter zu ermöglichen, sind nach einer weiteren Ausbildung auf dem Magnetkern eine oder mehrere Wicklungen aufgebracht, die die Teilkerne oder den Magnetkern als Ganzes umschließen, und die Funktion der Primär- und/oder Sekundär-Wicklung ausüben.Depending on the application, a specific connection of one or more To enable pilot leaders or other additional leaders are after further training on the Magnetic core applied one or more windings, which the partial cores or the magnetic core as Enclose the whole and exercise the function of the primary and / or secondary winding.

Um die Wirkung des Magnetkernes durch Ausnützung der Güte von Resonanzkreisen zu erhöhen, sind nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung von der/den auf dem Magnetkern aufgebrachten Wicklung/en eine oder mehrere, unter Zuschaltung von Kondensatoren als Resonanzkreise ausgebildet, die auf bestimmte in dem (den) Pilotleiter(n) auftretende Frequenzen abgestimmt sind.In order to increase the effectiveness of the magnetic core by utilizing the quality of resonance circuits, are according to a further embodiment of the invention of the winding (s) applied to the magnetic core one or more, with the connection of capacitors formed as resonance circuits, the are tuned to certain frequencies occurring in the pilot conductor (s).

Um die Wicklungen des Magnetkernes gegen Überspannungen zu schützen, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung in mindestens einer Wicklung (oder einer speziellen Wicklung) ein Überspannungsschutz eingebaut, bestehend aus einer Gasentladungsstrecke und/oder einem spannungsabhängigen Widerstand. In order to protect the windings of the magnetic core against overvoltages, a further training is required of the invention in at least one winding (or a special winding) an overvoltage protection built-in, consisting of a gas discharge path and / or a voltage-dependent resistor.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Reduktionsdrossel im Gegensatz zur Kabelarmierung auch bei einem bereits verlegten Fernmeldekabel angewendet werden kann und dabei im Gegensatz zu den bekannten Transformatoren, keine Notwendigkeit besteht das Kabel zu schneiden und erst durch Spleißen den Einbau zu ermöglichen. Weiterhin ist der Gesamtaufwand an Material für die Magnetkerne auf die für die Reduzierung kleiner Spannungen nur geringe Menge beschränkbar. Durch Ausnützung der Güte aufgebrachter Resonanzkreise kann die notwendige Materialmenge weiter herabgesetzt werden. Durch die Anbringung von verschiedenen Wicklungen, die entsprechend den vorliegenden Verhältnissen auch als Resonanzkreise für verschiedene Frequenzen ausgebildet werden können, kann die Wirksamkeit im Bereich besonders störender Frequenzen in entsprechender Weise gesteigert werden. Die gesamte Anordnung kann gegen Überspannungen (aus atmosphärischen Entladungen oder aus Kurzschlußbeeinflussungen), die eine Zerstörung der Anordnung zur Folge hätten, in besonders einfacher Weise durch Anbringung einer Überspannungsschutzeinrichtung in einer einzigen Wicklung geschützt werden.The advantages that can be achieved with the invention are in particular that the reduction throttle In contrast to cable armouring, they can also be used for telecommunications cables that have already been laid can and in contrast to the known transformers, there is no need for the cable to cut and only to enable installation by splicing. Furthermore, the total effort is on Material for the magnetic cores can be limited to the only small amount required to reduce small voltages. By utilizing the quality of applied resonance circles, the necessary amount of material be further reduced. By attaching different windings that correspond accordingly The present conditions are also designed as resonance circles for different frequencies can be, the effectiveness in the range of particularly disturbing frequencies can be corresponding Way to be increased. The entire arrangement can be protected against overvoltages (from atmospheric Discharges or from short-circuit influences), which would result in the destruction of the arrangement, in a particularly simple way by attaching an overvoltage protection device in a single Winding are protected.

Die A b b. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Kabelmantel (1, 9) mit Adern 2 ist von den beiden Hälften (3, 4) eines Ringkernes (die Befestigungsmittel sind nicht eingezeichnet) umgeben. Die Hälfte (4) des Ringkernes trägt eine Wicklung aus isoliertem Kupferdraht, deren Enden (6, 7) an einen Kondensator (8) angeschlossen sind.The A b b. 1 shows an embodiment of the invention. The cable sheath (1, 9) with wires 2 is from surround the two halves (3, 4) of a toroidal core (the fastening means are not shown). Half (4) of the toroidal core has a winding made of insulated copper wire, the ends (6, 7) of which are connected to one another Capacitor (8) are connected.

Die Wicklung (5) und der Kondensator (8) sind so bemessen, daß sie z. B. für 50 Hz einen Resonanzkreis bilden. Die A b b. 2 zeigt den gemessenen Zusammenhang zwischen dem Strom auf dem Kabelmantel und der in den Adern induzierten Gegenspannung einer Anordnung nach Abb. 1. Die KurveThe winding (5) and the capacitor (8) are dimensioned so that they z. B. for 50 Hz a resonance circuit form. The A b b. 2 shows the measured relationship between the current on the cable sheath and the counter-voltage induced in the wires of an arrangement according to Fig. 1. The curve

(10) zeigt den Zusammenhang ohne Resonanzkreis, die Kurve (11) mit Resonanzkreis.(10) shows the relationship without a resonance circuit, curve (11) with a resonance circuit.

Die Anordnung nach A b b. 1 wird vorteilhaft noch von einer nicht gezeichneten Abdeckung umgeben, wobei zu beachten ist, daß keine äußere leitende Verbindung zwischen den Teilen (1) und (9) des Kabelmantels hergestellt werden darf. Der Innenraum der Abdeckung kann mit bekannten Mitteln vergossen werden, um die Anordnung vor korrosivemThe arrangement according to A b b. 1 is advantageously surrounded by a cover, not shown, it should be noted that there is no external conductive connection between parts (1) and (9) of the Cable sheath may be produced. The interior of the cover can be potted using known means to protect the arrangement from corrosive

ίο Angriff zu schützen.ίο to protect attack.

Um weniger Kernmaterial bei gleichem Kernquerschnitt zu benötigen und um eine geringe Eisenweglänge für den Magnetfluß zu erzielen, kann die innere Öffnung des Kernes so eng als möglich gewählt werden. Hierbei ist dann die Bewehrung des Kabels abzunehmen und die Länge des Kernes größer und sein Außendurchmesser nicht zu groß zu wählen. Die beiden letzten Maße beeinflussen aber auch die Länge und damit den Widerstand der aufzubringenden Resonanzwicklung. Um die gleiche Güte des Resonanzkreises bei verschiedener Kerngeometrie, jedoch gleichem Eisenquerschnitt und gleicher Windungszahl zu erhalten, sind unterschiedliche Drahtstärken der Resonanzwicklung notwendig.To require less core material with the same core cross-section and to reduce the iron path length to achieve the magnetic flux, the inner opening of the core can be chosen as narrow as possible will. In this case, the armouring of the cable must then be removed and the length of the core greater and not to choose its outer diameter too large. The last two dimensions also affect the length and thus the resistance of the resonance winding to be applied. To the same quality of the resonance circuit with different core geometries, but the same iron cross-section and the same number of turns To obtain this, different wire thicknesses of the resonance winding are necessary.

Der Magnetkern kann aus den beiden Hälften eines einzigen Ringkernes bestehen, er kann jedoch auch aus mehreren schmalen nebeneinander angeordneten Ringkernen bestehen. Diese Teilkerne können jeder einzeln oder als ganzes von der Resonanzwicklung umschlossen sein. Die Form der Ringe muß nicht kreisrund sein. Sie kann oval oder auch eckig sein, es muß nur ein das Kabel umschließender Magnetfluß ermöglicht werden.The magnetic core can consist of the two halves of a single toroidal core, but it can also consist of several narrow toroidal cores arranged next to one another. These partial cores can each individually or as a whole be enclosed by the resonance winding. The shape of the rings does not have to be circular. It can be oval or square, it just has to be one that encloses the cable Magnetic flux can be made possible.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Grundfrequenzen technischer Wechselströme, wie sie für die Bahnstromversorgung (16 2/3 Hz) oder für die Energieversorgung (50 Hz) Verwendung finden, beschränkt, sie ist auch für andere höhere Frequenzen, wie sie z. B. als Störungen aus Tonfrequenz-Steuerungen auftreten können, besonders vorteilhaft anwendbar, da die benötigten Kernmaße mit steigender Frequenz abnehmen, wenn man auf konstante zu reduzierende Spannung bezieht.The application of the invention is not to the fundamental frequencies of technical alternating currents like them are used for traction power supply (16 2/3 Hz) or for energy supply (50 Hz), limited, it is also for other higher frequencies, such as. B. as interference from audio frequency controls can occur, particularly advantageously applicable, since the required core dimensions increase with Frequency decrease when referring to constant voltage to be reduced.

Weiterhin ist die Kombination mehrerer Resonanzkreise für verschiedene Frequenzen auf demselben Kern möglich. In A b b. 3 sind verschiedene Möglichkeitengestrichelt eingezeichnet, wobei das Ende (1) des Pilotleiters gleichzeitig als Ende (6) der Resonanzwicklung benutzt wird. Das andere Ende (7) der Resonanzwicklung ist entweder in der Wicklung des Pilotleiters enthalten (7'), stimmt mit dem Ende (9) der Pilotwicklung überein (7") oder liegt am Ende einer Zusatzwicklung (7'"). Ab b. 4 zeigt die Schaltung mit dem spannungsabhängigen Widerstand (12) und der Gasentladungsstrecke (13). Die Zündspannung der Gasentladungsstrecke (13) liegt zwischen der höchsten normalen Betriebsspannung des Kondensators und der höchstzulässigen Spannung. Der spannungsabhängige Widerstand ist so bemessen, daß er ausreichende Belastungsdaten aufweist und verhindert, daß die durch eine Uberspanung gezündete Gasentladungsstrecke bei der höchsten normalen Betriebsspannung weiter brennen kann. Diese Überspannungschutzeinrichtung kann auch nur über einen Teil der Resonanzwicklung oder über eine spezielle Wicklung geschaltet sein.Furthermore, the combination of several resonance circuits for different frequencies is on the same Core possible. In A b b. 3 different options are shown in dashed lines, with the end (1) of the pilot conductor is used at the same time as the end (6) of the resonance winding. The other end (7) of the Resonance winding is either contained in the winding of the pilot conductor (7 '), agrees with the end (9) the pilot winding (7 ") or is at the end of an additional winding (7 '"). From b. 4 shows the circuit with the voltage-dependent resistor (12) and the gas discharge path (13). The ignition voltage the gas discharge path (13) lies between the highest normal operating voltage of the capacitor and the maximum allowable voltage. The voltage-dependent resistance is dimensioned so that it has sufficient load data and prevents the ignited by an overvoltage Gas discharge path can continue to burn at the highest normal operating voltage. This overvoltage protection device can also be connected via only part of the resonance winding or via a special winding.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

1 2 der. Fremdspannüngeji durch Verminderung des Patentansprüche: GJeichstromwiderstandes des Kabelmantels bewirken) bekannt, die magnetische Kopplung zwischen den1 2 the. Fremdspannüngeji by reducing the claims: GJeichstromstanzes of the cable jacket) known, the magnetic coupling between the 1. Reduktionsdrossel zur Reduzieruiig von Adern eines Fernmeldekabels und dem in diesem Fremdspannungen in einem Fernmeldekabel 5 Falle als Pilotleiter dienenden, an beiden Enden des durch induktive Einkopplung einer Gegenspan- Kabels geerdeten Kabelmantel oder einem geeigneten nung in die Adern des Kabels, dadurch ge- Ersatzleiter (ζ. Β. Cu-Beilauf) durch Aufbringen einer kennzeichnet, daß die Reduktionsdrossel, magnetisch wirksamen Bewehrung (Stahlbandbewehdie aus einem in mindestens 2 Teile zerlegbaren, rung) zu erzielen, wodurch ein Teil der im Kabellanggestreckten, zylindrischen Magnetkern be- ίο mantel auftretenden Spannung auch in die Adern als steht, um das Fernmeldekabel, ohne dieses zu Gegenspannung induziert wird. (s. z. B. VDE 0228 / schneiden, gelegt und geschlossen wird, wobei der 4. 65 § 17 d). Diese Methode ist aber nur bei neu zu Kabelmantel oder ein Ersatzleiter als Primär- verlegenden Kabeln anwendbar. Außerdem ist ihre Pilot-Leiter-Wicklung dient und die Adern die Wirksamkeit erst bei verhältnismäßig hohen spezi-Sekundär-Wicklung bilden. . 15 fischen Längsspannungen optimal (s. z.B. VDE 0816/1. Reduction throttle for reducing the cores of a telecommunication cable and that in this External voltages in a telecommunications cable 5 trap serving as a pilot conductor, at both ends of the Cable sheath earthed by inductive coupling of a counter-span cable or a suitable one into the wires of the cable, thereby creating a replacement conductor (ζ. Β. Cu-filler) by applying a indicates that the reduction throttle, magnetically effective reinforcement (Stahlbandbewehdie from a ring) that can be dismantled into at least 2 parts, whereby part of the voltage occurring in the elongated, cylindrical magnetic core covering the cable is also transferred to the wires as stands to the telecommunication cable without this being induced to counter voltage. (see e.g. VDE 0228 / cut, laid and closed, whereby the 4. 65 § 17 d). This method is only for new ones Cable sheath or a replacement conductor can be used as primary laying cables. Besides, hers is Pilot-conductor winding is used and the veins only become effective with a relatively high speci-secondary winding form. . 15 are ideal for longitudinal stresses (see e.g. VDE 0816 / 2. Reduktionsdrossel nach Anspruch 1, dadurch 6. 64 Tafel 20). Außerdem wird der Aufwand, der gekennzeichnet, daß auf dem Magnetkern eine sich über die gesamte beeinflußte Länge erstrecken oder mehrere Wicklungen aufgebracht sind, die muß, bei geringen Längsspannungen in der Relation die Teilkerne oder den Magnetkern als Ganzes Aufwand/Volt sehr ungünstig.2. Reduction throttle according to claim 1, characterized in 6. 64 table 20). In addition, the effort that characterized in that extend over the entire influenced length on the magnetic core or more windings are applied, which must, in the case of low longitudinal stresses in relation the partial cores or the magnetic core as a whole effort / volt very unfavorable. umschließen und die Funktion der Primär- und/ 2° Weiterhin ist es bekannt, die magnetische Kopplung oder Sekundär-Wicklung ausüben. zwischen den Adern eines Fernmeldekabels undenclose and the function of the primary and / 2 ° Furthermore, it is known to exercise the magnetic coupling or secondary winding. between the wires of a telecommunication cable and 3. Reduktionsdrossel nach Anspruch 2, da- einem Pilotleiter dadurch zu erzielen, bzw. zu erdurch gekennzeichnet, daß von den auf dem Ma- höhen, daß in das Kabel an einer oder mehreren Stelgnetkern aufgebrachten Wicklungen eine oder len Transformatoren eingeschaltet werden. Deutsche mehrere, unter Zuschaltung von Kondensatoren 25 Auslegeschrift 1113 488 oder Neutralisationstransals Resonanzkreise ausgebildet sind, die auf be- formator: George, Howaman, Lockrow und Schwartz stimmte in dem (den) Pilotleiter(n) auftretende »Neutralizing Transformer to protect power station Frequenzen abgestimmt sind. Communication« in Electrical Engeneering, Mai 19363. Reduction choke according to claim 2, to achieve a pilot conductor thereby, or to he characterized in that one or more transformers are switched on from the on the Ma- heights that in the cable applied to one or more Stelgnetkern windings. Germans several, with the connection of capacitors 2 5 Auslegeschrift 1113 488 or neutralization transals are formed as resonance circuits, which on formator: George, Howaman, Lockrow and Schwartz agreed in the pilot conductor (s) occurring »Neutralizing Transformer to protect power station frequencies are matched. Communication "in Electrical Engineering, May 1936 4. Reduktionsdrossel nach Anspruch 2 oder 3, PS- 524 bis 529). Diese Transformatoren besitzen auf dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer 3° ihrem Kern neben der Primär-Pilotleiter-Wicklung Wicklung ein Überspannungsschutz, bestehend entweder eine der Zahl der zu behandelnden Adern aus einer Gasentladungsstrecke und/oder einem entsprechende Anzahl von getrennten Sekundärwickspannungsabhängigen Widerstand, eingebaut ist. lungen (Neutralisationstransformator) oder sind vom4. Reduction throttle according to claim 2 or 3, PS- 524 bis 529). These transformers are characterized in that in at least one 3 ° of their core next to the primary pilot winding winding, an overvoltage protection, consisting of either one of the number of cores to be treated from a gas discharge path and / or a corresponding number of separate secondary winding voltage-dependent resistance, is installed is. lungs (neutralization transformer) or are from Hersteller mit einem Kabel bewickelt (Reduktions-Manufacturer wrapped with a cable (reduction 35 transformator), das die Sekundärwicklung bildet.35 transformer), which forms the secondary winding. Diese Transformatoren können zwar auch bei bereitsThese transformers can also be used with
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009041033A1 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Siemens Aktiengesellschaft Closed magnet circuit for transformer of protective unit for electric circuit arrangement, particularly low voltage-circuit breaker, have section of loops for receiving windings of secondary conductor, which overlaps other loops

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009041033A1 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Siemens Aktiengesellschaft Closed magnet circuit for transformer of protective unit for electric circuit arrangement, particularly low voltage-circuit breaker, have section of loops for receiving windings of secondary conductor, which overlaps other loops

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