DE1802653A1

DE1802653A1 - Transformator zum Messen der Intensitaet der in Leitungen transportierten elektrischen Energie

Info

Publication number: DE1802653A1
Application number: DE19681802653
Authority: DE
Inventors: Claude Becas; Pierre Favier
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1967-10-23
Filing date: 1968-10-11
Publication date: 1969-08-28
Also published as: FR1548528A

Description

l'ransformator zum Messen der Intensität der in Leitungen transportierten elektrischen Energie Die Erfindung betrifft einen lransformator zum dessen der Intensität der in Leitungen transportierten elektrischen Energie, der aus einem geschlossenen Magnetkreis besteht, der den hinsichtlich der in ihm transportierten Intensität su vermessenden Leiter umgibt, und auf den eine Sekundärspule montiert ist, die eine Intensität liefert, die proportional zu der zu messenden Intensität ist.
Durch Verwendung von Intensi tät stransformatoren, deren Magnetkreis geöffnet werden kant, ist es nicht erforderlich, den Leiter in Abschnitte zu zerlegen, um den Intensitätstransformator an Ort und Stelle zu bringen. Es sind beispielsweise quadratische Magnetkreise bekannt, deren eine Seite angelenkt ist. Derartige Magnetkreise haben an der Stelle des Zusamsenstossens des festen und des angelenkten ii'eils und an der Stelle der Anlenkung Luftspalte veränderlicher Breite, die bedeutende Schwankungen im magnetischen Widerstand der Kreise zur Folge haben können.
Ziel der Erfindung ist ein Transformator zum Messen der Intensität der in Leitungen transportierten elektrischen Energie, der einen Magnetkreis hat, der den Leiter umgibt, dessen Intensität gemessen werden soll, sowie eine Sekundarwicklung. Der erlindungsgemäße Intensitätstransformator zeichnet sich dadurch aus, daß der sIvIagnetkreis aus einer schraubenförmigen Wicklung mit dicht nebeinanderliegenden Windungen aus einem magnetischen Ltlaterial besteht, die in Achsrichtung eine bestimmte Verformbarkeit, hat, und daß die Sekundärwicklung aus einem Leiter besteht, der auf mindestens ein rohrförmiges Gehäuse aufgewickelt ist und du Abspreizen der ersten Windung des Magnetkreises und Verdrehen des Magnetkreises um seine eigene Achse in den ;fagnetkreis einsetsbar ist.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und kerkmale-der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines auf ein Kabel montierten Transformators gemäß der Erfindung, Fig. 2 und 3 perspektivische Ansichten von Arbeitsschritten beim Anordnen des Transfrrmators von Fig. 1 auf dem Kabel, Fig. 4 bis 6 Ansichten von verschiedenen Ausführungsformen der Sekundärwicklung, und Fig. 7 schematisch eine Ansicht eines in bezug auf den Leiter schräggestellten erfindungsgemäßen Transformators.
Fig. 1 zeigt ein Kabel 2, auf dem ein erfindungsgemäßer Intensitätstransformator montiert ist. Letzterer weist einen Magnetkreis 3 auf, der nach der Erfindung aus einer einen flachen Solenoid bildenden Schraubenwicklung aus magnetischem Material besteht.
Diese Wicklung hat eine gewisse Biegsamkeit, die der einer auf Zug arbeitenden Spiralfeder entspricht.
Das Magnetmaterial kann beispielsweise Weicheisen, Siliciumeisen oder das im Handel erhältliche sogenannte 'Uu-Metall" (Permalloy-Legierung aus Ni, Fe, Cu, Cr,C) sein.
Der für die Wicklung verwendete Draht kann einen runden, quadratischen oder abgeflachten Querschnitt haben. Im letzteren Fall liegt zum Erzielen der gewünschten Biegsamkeit seine große Seite senkrecht zur Achse des Magnetkreises.
Für einen gegebenen Durchmesser erhält man die für den islagnetkreis erforderliche Biegsamkeit durch Ändern des Querschni)' tes des Drahtes sowie des magnetischen Materials.
Die Biegsamkeit ist vorteilhafterweise so groß, daß zwei benachbarte Windungen um einen Abstand voneinander entfernt werden können, der ungefähr dem Innendurchmesser des Magnetkreises entspricht. Dadurch kann der Magnetkreis auf Kabel montiert werden, deren Durchmesser ungefähr semen Innendurchmesser entspricht Die Anzahl Windungen der Wicklung hängt von den für den Magnetkreis erforderlichen elektrischen Kennlinien abO Die Sekundärwicklung des Transformators besteht aus einer oder mehreren Spulen 4, die auf ein isolierendes, rohrförmiges Gehäuse 5 aufgebracht sind, dessen Inneres ungefähr der Form des Magnetkreises entspricht. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 hat das Gehäuse 5 eine im allgemeinen zylindrische Form und seine Öffnung 6 ist beträchtlich größer als die von der Einheit aller Windungen des Magnetkreises gebildete Öffnung, nachdem die Windungen zusammengedrückt sind.
Fig. 4 bis 6 zeigen mehrere abgewandelte Ausfuhrwngsformea der Sekundärwicklung.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem die Sekundärwioklung aus einer einzigen Spule 7 besteht, die im Verhältnis zum Durchmesser des Magnetkreises eine kleine Länge hat. Die Spule 7 )mn gebogen sein und sich eng an die Form des Magnetkreises anpassen oder geradlinig wie im Beispiel von Fig. 1 sein.
Vorteilhafterweise kann bei Vorhandensein von nur einer kurzen Spule der Magnetkreis mittels Klammern 8 zusammengehalten sein, die in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind und die Windungen derart gegeneinander drücken, daß der Magnetkreis schrwnpf Der ll'ransformator von Fig. 4 hat zwei Klammern 8, beispielsweise aus Kunststoff, die ua ca. 1200 von der Spule entfernt angeordnet sind.
Fig. 5 zeigt ein AusfUhrunga-beispiel, bei dem die Wickl aus mehreren (hier drei) kurzen Spulen 9 besteht, die auf das U fang des Magnetkreises gleioiuiißig verteilt sind.
In dieser Ausführungsform besteht die Wicklung aus nur einer Spule 11, die sich über einen großen Teil des Magnetkreises erstreckt. In diesem Fall muß eine Öffnung 12 der G-förmigen Spulen groß genug sein, um den Leiter hindurchstecken zu können, auf der Transformator montiert werden soll. Soll der Transformator auf Leiterschienen montiert werden, kann diese Öffnung klein sein.
Fig. 2 und 3 zeigen Arbeitsschritte beim Montieren eines erfindungsgimäßen Transformators auf einen Leiter. Zuerst wird der Magnetkreis in Stellung gebracht. Dafür. braucht nur die erste Windung von der Wicklung abgespreizt , der Leiter hier eingesetzt und anschließend der Magnetkreis um seine eigene Achse gedreht zu werden, bis sich der Leiter gänzlich im Innern des Magnetkreises befindet (Fig. 3).
Beim Montieren auf eine Beiterschiene setzt man den Transformator parallel zu den Windungen ein, damit diese nicht zu weit voneinander abgespreizt werden.
Anschließend werden die Sekundärwicklung bzw -wicklungen auf analoge Weise eingesetzt; man spreizt also die erste Windung von der Wicklung ab und führt sie in die Öffnung 6 der Sekundä-- -spule, die dann längs des Magnetkreises verschoben wird, bis sich alle Windungen in ihrem Innern befinden.
Der beschriebene Intensitätstransformator hat viele Vor teile.
Der Magnetkreis ist sehr leicht herstellbar und hat dennnoch gute magnetische Eigenschaften, weil nach Zusammenpressen der Windungen gewissermaßen ein kleiner und immer ein konstanter Luftspalt erhalten ist.
Der Querschnitt des Magnetkreises kann genauBtens berechnet werden, da er konstant ist. Weiterhin ist der Magnetkreis ohne Materialverlust herstellbar.
Aufgrund dieser beiden Vorteile sind die Gestehungskosten reduziert.
Es ist leicht eine ganze Skala von lfagnetkreisen unterschiedlicher Durchmesser und Querschnitte herstellbar.
Die Sekundärwicklung kann noch gleichmäßiger verteilt werden, wenn man beispielsweise die abgewandelten Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 und 6 verwendet.
Der erfindungsgemäße Transformator läßt sich sehr leicht und äußerst schnell auf einen Leiter montieren.
Die Sekundärwicklung kann leicht verändert werden, indem man man beispielsweise ihre Wicklung auswechselt oder die lichte Weite ändert.
Ein weiterer Vorteil ist, daß der Transformator aus Einzelteilen besteht.
Der erfindungsgemäße Transformator erlaubt es überdies, den Platzbedarf in einer Richtung zu verringern, wie in Fig. 7 dargestellt. Der Magnetkreis kann nämlich auch schräg zum Leiter angeordnet sein, wodurch beispielsweise dessen Höhe verkleinerbar ist (h' vh). Wenn z.B. der vom Transformator oberhalb des Leiters eingenommene Raum klein sein soll, werden die Spule bzw.
Spulen seitlich oder unten angeordnet.

Claims

Patentanspruche :

1. l'xansformator zum Messen der Intensität der in Leitungen transportierten elektrischen Energie, der aus einem Magnetkreis besteht, der den hinsichtlich der in ihm transportierten Intensität zu vermessenden Leiter umgibt, und einer Sekundärwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis (3) aus einer Schraubenwicklung mit dicht nebeneinander liegenden Windungen aus magnetischem Material besteht, die in Achsrichtung verformbar ist, und daß die Sekundärwicklung (4) aus einem mindestens auf ein rohrförmiges Gehäuse (5) gewickelten Leiter besteht, die durch Abspreizen der ersten Windung des Magnetkreises (3) und Drehen des Magnetkreises (3) um seine eigene Achse in diesen einsetzbar ist.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis (3) aus einer biegsamen Schraubenwicklung besteht, bei der zwei nebenetander liegende Windungen um einen ung fähr dem Innendurchmesser der Wicklung entsprechenden Abstand vo einander abspreizbar sind.

3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung aus mehreren kurzen, über den iviagnetkreis (3) verteilten Spulen (9) besteht (Fig. 5).

4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundarwicklung aus einer sich über einen großen eil des Magnetkreises (3) erstreckenden Spule (11) besteht (Fig. 6).

5. ;i'ransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis (3) schräg in bezug auf den von ihm umgriffeinen Leiter (2) angeordnet ist (Fig. 7).

6. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung des Magnetkreises (3) bildende Leiter aus Weicheisen besteht.

7. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung des Magnetkreises bildende Draht aus Siliciumeisen besteht.

8. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung des 1'v!agnetkreises bildende Draht aus "Mu-Metall" besteht.

9. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung des Magnetkreises (3) bildende Draht einen runden Querschnitt hat.

10. 'l'ransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung des Magnetkreises (3) bildende Draht einen quadratischen Querschnitt hat.

11. Transbrmator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung des Magnetkreises (3) bildende Draht einen abgeflachten Querschnitt hat, dessen große Seite senkrecht zur Achse der den Magnetkreis (3) bildenden Wicklung verläuft.

12. i'ransfrrmator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch nach Montierung des l'ransformators auf dem Magnetkreis augebrachte Halteklammern (8) Fig. 4).