DE19822515C2 - Abschirmung für Summenstrom-Wandleranordnung für Fehlerstrom-Schutzschalter - Google Patents
Abschirmung für Summenstrom-Wandleranordnung für Fehlerstrom-SchutzschalterInfo
- Publication number
- DE19822515C2 DE19822515C2 DE1998122515 DE19822515A DE19822515C2 DE 19822515 C2 DE19822515 C2 DE 19822515C2 DE 1998122515 DE1998122515 DE 1998122515 DE 19822515 A DE19822515 A DE 19822515A DE 19822515 C2 DE19822515 C2 DE 19822515C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shield
- shielding
- secondary winding
- toroidal core
- slot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 19
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
- H01H83/14—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by imbalance of two or more currents or voltages, e.g. for differential protection
- H01H83/144—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by imbalance of two or more currents or voltages, e.g. for differential protection with differential transformer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Regulation Of General Use Transformers (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Summenstrom-
Wandleranordnung mit den, in den Oberbegriffen der
Patentansprüche 1, 3 oder 4 angegebenen Merkmalen, die zur Erfassung von Differenzströmen,
insbesondere geeignet für Fehlerstromschalter, zu verwenden
und in der eine Abschirmung zum Zwecke der Verringerung von
Fehlfunktionen dieser Anordnung vorgesehen ist.
Summenstrom-Wandleranordnungen für insbesondere Fehlerstrom
schutzschalter arbeiten nach dem Induktionsprinzip. Solche
Anordnungen enthalten einen hochpermeablen/ferromagnetischen,
Ringkern mit einer darauf befindlichen (Sekundär-)Wicklung.
Die Primär-Stromleitung (Hin- und Rück-Leiter), für die der
Summenstrom zu überwachen ist, ist durch das Innere dieses
Ringkernes geführt. Ein in der Umgebung der Stromleitung im
Ringkernbereich auftretendes resultierendes magnetisches
Wechsel-Feld kann mittels der in der Wicklung des Ringkerns
induzierten elektrischen Spannung detektiert werden. Ein sol
cher Magnetfluß tritt dann auf, wenn im Hin-Leiter und im
Rück-Leiter der durch das Innere des Ringkerns geführten
Stromleitung unterschiedlich große Ströme fließen. Etwas Der
artiges tritt auf, wenn ein Fehlerstrom vorliegt.
Für Fehlerstrom-Schutzschalter wird eine hohe Zuverlässigkeit
gefordert und ein solcher Schalter muß bereits sehr geringe
Differenzen zwischen den Stromwerten für Hin-Leiter und Rück-
Leiter erkennbar machen. Beim Überschreiten einer vorgegebe
nen Schwelle einer auftretenden Differenz dieser Ströme muß
der Schalter zuverlässig auslösen. Andererseits soll vermie
den sein, daß ein derartiger Schalter auch dann auslöst, wenn
eine solche Stromdifferenz gar nicht vorliegt und die aufge
tretene Induktionsspannung an der Sekundärwicklung auf ir
gendwelchen Störeffekten beruht. Für derartige Störeffekte
gibt es eine ganze Reihe verschiedener Gründe, so z. B. Bau
teile- und Montagetoleranzen, inhomogene Materialeigenschaf
ten des Ringkerns, auftretende Wirbelströme, Sättigungser
scheinungen im Ringkern und dgl. mehr. Allein schon der einen
Dipol bildende axiale Versatz der beiden Leiter der Strom
leitung relativ zum Ringkern erzeugt eine erhebliche resul
tierende Spannung an der Sekundärwicklung, obwohl der bestim
mungsgemäß zu detektierende Effekt eines Fehlerstroms über
haupt nicht vorliegt.
Aus "Bulletin des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins
und des Verbandes Schweizerischer Elektrizitätswerke", Band
70 (1979), Nr. 5, Seiten 213-218 und aus der DE-C-42 15 900
sind Summenstrom-Wandleranordnungen des einschlägigen Standes
der Technik bekannt. In der DE-C-42 15 900 ist vorgesehen,
Hin-Leiter und Rück-Leiter der Stromleitung durch mehrfach
symmetrische Aufteilung hinsichtlich einer Dipol-Wirkung auf
den Ringkern zu egalisieren. Wie in der DE-A 196 53 552
beschrieben, besteht eine weitere Lösung die
ses Problems darin, vorhandene Anisotropie(n) im Ringkern
(der Sekundärspule) und/oder Windungsanzahldichte-Inhomogeni
tät(en) der Sekundärwicklung fehlerkorrigierend zu positio
nieren, d. h. einen an sich unerwünschten Unsymmetrie-Effekt
zur Fehlerbeseitigung zu nutzen.
Eine andere Lösung zur Behebung des bekannten Mangels ist
die, eine gezielte magnetische Abschirmung des Ringkerns und
seiner Sekundärwicklung vorzunehmen und diese Abschirmung mit
einem Schlitz, ggf. zweifach geschlitzt, auszuführen. Eine
derartige Lösung ist in der nicht vorveröffentlichten Pa
tentanmeldung DE-A 197 10 742 beschrieben. Diese geschlitz
te magnetische Abschirmung des Ringkerns gegenüber dem Dipol
feld ist als ein Mittel vorgesehen zur Reduzierung desjenigen
ansonsten im Ringkern auftretenden Anteils magnetischen Flus
ses, der für die Funktion der Summenstrom-Wandleranordnung
nicht benötigt wird. Die Wirksamkeit einer solchen Abschir
mung kann im übrigen durch einen sogenannten Abschirmfaktor
angegeben werden. Der Abschirmfaktor gibt das Verhältnis des
schen Flusses im Ringkern ohne Abschirmung zum magnetischen
Fluß im Ringkern mit Abschirmung an. Magnetostatisch gilt die
Regel, daß je dicker die Abschirmung ist, man einen entspre
chend größeren Abschirmfaktor erzielt. Für ein dynamisches
Prinzip jedoch, also im Falle eines Wechselstroms in der
Stromleitung, gilt diese Regel so nicht mehr, wie dies durch
Simulationsrechnungen auch bestätigt wurde. Es wurde im Rah
men der Erfindung festgestellt, daß mit einem Auftreten von
Wirbelströmen in einer magnetischen Abschirmung eine erheb
liche Verminderung des Abschirmfaktors einhergehen kann.
Aus der GB-1211366 ist ein Summenstromwandler bekannt, bei
dem die mehreren Einzelleiter in der Reihenfolge von einem
inneren, der Abschirmung dienenden Kern, von einem der Detek
tion dienenden Kern und ggfs. von einem äußeren, der Abschir
mung dienenden Kern umringt sind. Diese Kerne haben die Form
rechteckiger, umfangsmäßig geschlossener, seitlich offener
Ringe.
Der innere und - soweit vorhanden - der äußere Ring tragen je
wenigstens eine Kurzschlußwicklung, um dort den Streufluß
günstig zu beeinflussen. Beseitigung des Streuflusses verbes
sert das Signal-Rausch-Verhältnis. Zwecks Erleichterung der
Anbringung bei bestehenden Leitungen sind die Ringe ggfs.
teilbar ausgeführt.
Stand der Technik betreffend Stromwandler, die jedoch den in
nur jeweils einem einzelnen Leiter fließenden Primärstrom
messen, sind bekannt aus WO-91/19305, FR-PS-2701591 und US-
5400006 A. Es sind dort in der einen oder anderen Weise ver
besserte bzw. optimierte Aufbauten und darunter Abschirmungen
beschrieben, wobei diese Abschirmungen jedoch nicht das Ab
schirmproblem lösen, das bei der Erfindung bei einem Summen
stromwandler mit mehreren Einzelleitungen und darin fließen
den jeweiligem Strom besteht. Dies ist deshalb der Fall, weil
das mit der vorliegenden Erfindung zu lösende und gelöste
Problem seine Ursache im Dipolfeld des Summenstromwandler und
den auf diesem Dipolfeld beruhenden und erfindungsgemäß be
einflußten Wirbelströmen hat.
Noch weiterer Stand der Technik betreffend Abschirmungen ent
hält die DE-A-44 32 739. Diese betrifft die Abschirmung einer
Übertrager-/Drosselspule. Dort ist eine Verbesserung der Ab
schirmwirkung mit steigendem Wirbelstrom in der Abschirmung
zu erreichen, was jedoch im Gegensatz zur noch nachfolgend zu
beschreibenden Erfindung (Anspruch 1) steht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Maßnahmen anzuge
ben, mit denen für den Wechselstromfall mindestens eine Mini
mierung desjenigen Effekts zu erzielen ist, der zu wie voran
stehend beschriebenen Mängeln einer solchen Summenstrom-
Wandleranordnung, insbesondere zu fehlerhaften Schutzschal
ter-Auslösungen führt. Dies soll mit der Erfindung insbeson
dere für Fehlerstromschalter für auch höhere Nennströme (etwa
größer als 63 A.) erreichbar sein.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der jeweiligen Patentan
sprüche 1, 3 und 4 Weiterbildung sind in den
abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Dem Lösungsprinzip der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde,
die Effektivität der Abschirmung des Ringkerns, insbesondere
den Abschirmfaktor hinsichtlich des auftretenden Dipolfeldes,
für den Wechselstromfall wesentlich zu erhöhen.
Das einheitliche Lösungsprinzip der Erfindung ist, die Schwä
chung der Abschirmwirkung durch die auftretenden Wirbelströme
auszuschalten oder wenigstens zu minimieren, sei es dadurch,
daß jegliche Wirbelströme in der Abschirmung verhindert oder
wenigstens minimiert werden, oder dadurch, daß nur solche
Wirbelströme in der Abschirmung zugelassen/begünstigt werden,
die eine Schwächung des Dipolfeldes im Ringkern bewirken und
damit die Wirkung der Abschirmung erhöhen.
Zur erstgenannten Verhinderung/Minimierung von in der Ab
schirmung induzierten Wirbelströmen ist für eine (der Bauart
nach an sich auch bekannte) Abschirmung des Ringkerns und
seiner Wicklung vorgesehen, einen Werkstoff zu verwenden, der
gegenüber der üblichen, zur Abschirmung magnetischer Felder
verwendeten Werkstoffe stark verminderte elektrische Leitfä
higkeit aufweist. Ein solcher Werkstoff ist z. B. ein
(Ferrit)-Sinterwerkstoff, wie er z. B. auch für Topfkerne von
Spulen und dgl. verwendet wird.
Zur Realisierung der voranstehend letztgenannten Variante des
Prinzips der Erfindung, nämlich bestimmte Wirbelströme in der
Abschirmung zu begünstigen, ist vorgesehen, die Abschirmung
mit ineinander angeordnet mehreren Wänden (mehrschalig) aus
zubilden, deren einzelne Schalen elektrisch voneinander iso
liert sind. Eine alternative erfindungsgemäße Ausbildung dazu
ist, die Abschirmung erfindungsgemäß als in axialer und/oder
radialer Richtung geblechter Aufbau mit elektrischer Isolati
onswirkung zwischen den jeweils aufeinanderliegenden Blechen
auszuführen. Dabei ist für die Dicke der jeweiligen Schalen
der Wand der Abschirmung jeweils ein solches Maß zu wählen,
daß diese Materialdicke die Eindringtiefe δ der auftretenden
Wirbelströme in das Material der jeweiligen Wandung nicht
oder wenigstens nicht wesentlich übersteigt. Für die Bleche
ist eine Dicke wesentlich kleiner als die Eindringtiefe zu
wählen. Die material- und frequenzabhängige jeweilige Ein
dringtiefe ist vom Fachmann nach den bekannten Regeln zu er
mitteln.
Für einen in axialer Richtung geblechten Aufbau empfiehlt
sich, die Abschirmung konstruktiv als eine Kombination von
aufeinander gestapelten Ringen und Scheiben auszuführen. Für
einen in radialer Richtung geblechten Aufbau empfiehlt sich
eine Kombination von rohr- und scheibenförmigen Ringbandker
nen. Axiale und/oder radiale Blechung der Abschirmung eignet
sich auch in Kombination mit dem voranstehend angegebenen
Vorschlag mehrschaliger Abschirmung. Als Ergänzung zu den
voranstehenden Lösungsvorschlägen der Erfindung kann mit Vor
teil außerdem noch eine äußerste Schale vorgesehen sein, die
aus elektrisch hoch-leitfähigem und nieder-permeablem Materi
al. z. B. aus Kupfer, besteht. Die voranstehend beschriebenen
erfindungsgemäßen Lösungsprinzipien können zusammen mit ein
facher oder doppelter Schlitzung der Abschirmung ausgeführt
sein. Insbesondere gilt dies für den voranstehend letztge
nannten Vorschlag mit zusätzlicher elektrisch hoch leitfähi
ger äußerster Schale.
Weitere Erläuterungen zur Erfindung werden anhand der nach
folgenden Beschreibung zu Ausführungsbeispielen der Erfindung
gegeben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform mit einer Abschirmung,
die aus einem Material besteht, das Wirbelströme
jeglicher Richtung in derselben minimiert. Die
Fig. 1 zeigt einen Schnitt in einer Ebene mit der
Achse A des Aufbaus.
Fig. 1a zeigt zur Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zu dieser
Achse A.
Fig. 2 zeigt (in einem Schnitt wie Fig. 1) eine Ausfüh
rungsform der Erfindung mit mehrschaligem Aufbau
der Abschirmung.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit einem in Axialrich
tung (d. h. senkrecht zur Achse A) geblechtem Aufbau
der Abschirmung.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit radial geblechtem
Aufbau der Abschirmung.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit teilweise radial und
mit teilweise axial geblechtem Aufbau der Abschir
mung und
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform mit einer Abschirmung
nach Art einer der Ausführungsformen der Fig. 2
bis 5 bezüglich der magnetischen Abschirmung und
mit zusätzlich einer diese magnetische Abschirmung
umgebenden (weiteren) elektrischen Abschirmung.
In Fig. 1 sind mit 11 und 12 Hin-Leiter und Rück-Leiter der
Primär-Stromleitung 10 bezeichnet. Fig. 1a zeigt einen
Schnitt I-I zur Fig. 1. Mit 14 ist der Ringkern aus einem
für solche Zwecke bekanntermaßen verwendeten permeablen Mate
rial, wie Eisen, einem Ferrit oder dgl. bezeichnet. Mit 16
ist die auf einem Spulenkörper 15 aufgewickelte, auf dem
Ringkern 14 angebrachte (Sekundär-)Wicklung bezeichnet. Mit
140 ist eine Abschirmung bezeichnet, die hier mit dem Schlitz
141 ausgeführt ist. Durch den Schlitz hindurch vermag bei
nicht ausgeglichenem Stromdurchfluß in der Stromleitung 10
auftretender resultierender Magnetfluß in das Innere der Ab
schirmung 140 in den Wirkungsbereich des Ringkerns 14 mit der
Wicklung 16 einzudringen. Mit W sind auftretende (erfindungs
gemäß wenigstens weitgehend verhinderte/minimierte) Wirbel
ströme in der Abschirmung 140 gezeigt und bezeichnet.
Die Fig. 1a zeigt die der Fig. 1 zugehörige Schnittansicht,
mit der sich ein vollständiges Bild, die Ausführungsform der
Fig. 1 betreffend, gewinnen läßt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist entspre
chend dem der Erfindung zugrundeliegenden Prinzip für den von
der Abschirmung 140 außerhalb des Schlitzes 141 zu bewirken
den Effekt, vorgesehen, daß diese Abschirmung 140 aus einem
Material mit relativ geringer spezifischer elektrischer Leit
fähigkeit besteht. Insbesondere eignet sich hierfür an sich
ferromagnetisches Sintermaterial, das aufgrund seiner Sinter
struktur relativ spezifisch hochohmig ist.
Zum Beispiel eignen sich hierfür Materialien, wie Ferrite,
aus denen auch die Topfkerne und dgl. für Spulen hergestellt
werden.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 141' darauf hingewiesen,
daß an der Stelle dieses Bezugszeichens 141' ein zweiter
Schlitz, etwa wie der Schlitz 141, vorgesehen sein kann. Bei
einer solchen Ausführungsform besteht dementsprechend die Ab
schirmung 140 aus wiederum zwei Halbschalen, die an ihren
beiden Rändern im Abstand des jeweiligen Schlitzes 141, 141'
einander gegenüberstehen.
Die Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen zweiten Aufbau mit
mehreren ineinander geschachtelten Abschirmungen 140, 240,
340 mit Schlitz 141. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen
denen der schon beschriebenen Fig. 1.
Die einzelnen Schalen der Abschirmungen 140, 240, 340 sind
voneinander elektrisch isoliert angeordnet. Wie zur Fig. 1
beschrieben, kann die hier dargestellte zweifache Schlitzung
141, 141' vorgesehen sein.
Bei nur einfacher Schlitzung der Abschirmung 140, 240, . . .
kann der Schlitz wahlweise innen oder außen positioniert
sein. Auch die Höhenlage des (der) Schlitzes ist wählbar.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführung zur Erfindung mit axial
geblechter magnetischer Abschirmung. Die axial ausgerichteten
Wandanteile 140a, 140b bestehen aus aufeinanderliegenden dün
nen Ringen, die z. B. aus Blech hergestellt sind (worauf die
Bezeichnung "geblecht" zurückgeht). Auch die Wandanteile 140b
und 140c der Abschirmung sind vorzugsweise geblecht ausge
führt, d. h. sie bestehen aus aufeinanderliegenden Blechen des
Materials der Abschirmung. Die Oberflächen dieser hier Blech
ringe 140a und Blechscheiben 140b, 140c sind elektrisch iso
lierend gemacht. Auf diese Weise können Wirbelstromeffekte in
dem Material der Abschirmung entscheidend vermindert werden.
Mit 141a und 141b sind hier zwei Schlitze bezeichnet. Der ge
blechte Aufbau macht aber eine Schlitzung, wie sie für die
Ausführungen der Fig. 1, 2 und 6 notwendig sind, für die
Ausführungen der Fig. 3 bis 5 entbehrlich.
Eine Variation der dritten Ausführungsform der Erfindung
zeigt die Fig. 4 mit radial geblechter magnetischer Abschir
mung. Mit 140e und 140f sind zwei koaxiale zylindrische Hül
sen bezeichnet, die z. B. aus je einem Blechband gewickelt
sind. Auch hier ist die Oberfläche des Blechbandes elektrisch
isolierend ausgeführt. Mit 140g und 140h sind die ringförmi
gen Deckel zu diesen ineinander angeordneten Hülsen 140e und
140f bezeichnet. Diese sind z. B. ebenfalls, hier aus schmalem
Blechband, gewickelt. Auch eine solche Ausführungsform nach
Fig. 4 erfüllt die an die Erfindung gestellte Forderung zur
Lösung der Aufgabe hoher Effektivität der Abschirmung.
Fig. 5 zeigt als ein Beispiel eine weitere Variation der
dritten Ausführungsform der Erfindung mit den Deckeln 140g
und 140h der Abschirmung nach Fig. 4 und eine Ausführungs
form der zylindrischen Hülsen 140a, 140b nach Art der Fig.
3. Erfindungsgemäß kann auch eine nicht dargestellte Ausfüh
rungsform mit Hülsen 140e und 140f, diese vorzugsweise in
Wickelform, und mit Deckeln 140c und 140d, aus jeweils
Ringscheiben gebildet, kombiniert gebildet sein.
Welche der Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 5 zu be
vorzugen ist, richtet sich u. a. auch danach, welche dieser
Ausführungsvarianten den geringsten Materialverbrauch
und/oder kleinsten Fertigungs-/Vorrichtungsaufwand erzielen
läßt.
Die Fig. 6 zeigt eine weitergebildete Ausführung der Erfin
dung mit z. B. einer Abschirmung 140. Für die Ausführungsform
nach Fig. 6 kann auch eine Abschirmung wie zu den Fig. 2
bis 5 beschrieben vorgesehen sein. Mit 440 ist in Fig. 6 ei
ne zusätzliche äußerste Abschirmung bezeichnet, die aus elek
trisch gut leitfähigem Material, z. B. aus Kupfer, besteht.
Die Abschirmung 440 hat mindestens einen Schlitz 141.
Gegebenenfalls kann auch bei den Ausführungsformen nach den
Fig. 1, 2 und 6 - örtlich positioniert - eine Schlitzung
141a und/oder 141b nach den Ausführungsformen der Fig. 3
bis 5 vorgesehen sein.
Vorgesehene Schlitze 141 sollten bei allen Ausführungsformen
der Erfindung Luftschlitze sein. Sie können aber auch mit
nicht oder nur schwach permeablem, unbedingt aber elektrisch
nichtleitendem Material, etwa als Abstandshalter (mehr oder
weniger) ausgefüllt sein.
Wie schon weiter oben angegeben, besteht eine Variante, näm
lich betreffend die Fig. 2 bis 5, der Erfindung darin,
solche Maßnahmen zu treffen, die nur bestimmte Wirbelströme
zulassen, die dann vorteilhafterweise die gewünschte Abschir
mung bewirken. Durch die schon oben angegebene Beschränkung
der Dicke der Wandungen bzw. Bleche auf etwa das Maß der Ein
dringtiefe der Wirbelströme ist gemäß der der Erfindung inso
weit zugrundeliegenden Idee erreicht, daß zu den innerhalb
dieser Materialdicke auftretenden nur unidirektionalen Wir
belströmen keine zusätzlichen Wirbelströme auftreten, die von
diesen unidirektionalen, gewünschten Wirbelströmen in dem Ma
terial der Abschirmung induziert werden könnten, und zwar mit
der Lenz'schen Regel entsprechend entgegengesetzter unidirek
tionaler Stromrichtung. Diese für die betreffende Variante
der Erfindung erfindungsgemäß gewollten unidirektionalen Wir
belströme schirmen den Ringkern gegenüber magnetischem Wech
selfeldfluß ab, der insbesondere auch denjenigen Feldfluß um
faßt, der auf dem Dipolcharakter desselben beruht (und der
bei insbesondere hohen Nennströmen ansonsten besonders stö
rend ins Gewicht fällt). So sind bei dieser Variante der Er
findung (Fig. 2 bis 5) erfindungsgemäß (Wirbel-)Ströme
nutzbar gemacht, die generelle Überlegung nach zur Lösung der
der Erfindung gestellten Aufgabe gänzlich unterdrüc
ken/eliminieren sollten.
Die voranstehende Beschreibung und insbesondere die Ausfüh
rungsformen zeigen eine Primär-Stromleitung mit parallel ne
beneinander geführtem Hin- und Rück-Leiter. Die Erfindung ist
auch zweckmäßig anzuwenden bei einer koaxialen Primär-
Stromleitung, wenn sie diese koaxiale Leiterführung nur in
der Nähe der Summenstrom-Wandleranordnung, d. h. des Fehler
strom-Schutzschalters aufweist. Dies gilt aus dem Grunde, daß
auch in einem solchen Falle Dipolanteile des magnetischen
Wechselfluß-Feldes mit entsprechend nachteiliger Wirkung auf
exakte Fehlerschluß-Auslösung auftreten.
Claims (9)
1. Summenstrom-Wandleranordnung für eine Primär-Stromleitung
(10), mit wenigstens zwei Einzelleitungen (11, 12), mit einem
Ringkern (14) mit Sekundärwicklung (16), wobei Ringkern und
Sekundärwicklung innerhalb einer aus hochpermeablem Material
bestehenden Abschirmung (140) mit Schlitz (141) angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß
für Wechselstrombetrieb der effektiv wirksame Abschirmfaktor
durch Wahl eines außerdem auch elektrisch hochohmigen Mate
rials für die Abschirmung vergrößert ist, derart, daß auf dem
in der Wandleranordnung auftretenden Dipolfeld beruhend auf
tretende Wirbelströme, soweit sie die Abschirmwirkung schwä
chen, ausgeschaltet oder wenigstens minimiert werden.
2. Wandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abschirmung (140) aus
hochpermeablen Sinterwerkstoff besteht. (Fig. 1)
3. Summenstrom-Wandleranordnung für eine Primär-Stromleitung
(10), mit wenigstens zwei Einzelleitungen (11, 12), mit einem
Ringkern (14) mit Sekundärwicklung (16), wobei Ringkern und
Sekundärwicklung innerhalb einer aus hochpermeablem Material
bestehenden Abschirmung (140) mit Schlitz (141) angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß
für Wechselstrombetrieb für vergrößerten effektiv wirksamen
Abschirmfaktor die Abschirmung einen mehrschaligen Aufbau mit
elektrisch gegeneinander isolierten Einzelschalen (140, 240,
340) hat, derart, daß auf dem in der Wandleranordnung auftre
tenden Dipolfeld beruhend auftretende Wirbelströme, soweit
sie die Abschirmwirkung schwächen, ausgeschaltet oder wenig
stens minimiert und soweit sie die Abschirmwirkung erhöhen
zugelassen/begünstigt werden, wobei die Wanddicke (d) der
Einzelschalen die Wirbelstrom-Eindringtiefe (δ) wenigstens
nicht wesentlich übersteigt. (Fig. 2)
4. Summenstrom-Wandleranordnung für eine Primär-Stromleitung
(10), mit wenigstens zwei Einzelleitungen (11, 12), mit einem
Ringkern (14) mit Sekundärwicklung (16), wobei Ringkern und
Sekundärwicklung innerhalb einer aus hoch permeablem Material
bestehenden Abschirmung (140) mit Schlitz (141) angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß
für Wechselstrombetrieb für vergrößerten effektiv wirksamen
Abschirmfaktor die Abschirmung (140) einen geblechten Aufbau
mit elektrischer Isolation der Bleche gegeneinander hat, der
art, daß auf dem in der Wandleranordnung auftretenden Dipol
feld beruhend auftretende Wirbelströme, soweit sie die Ab
schirmwirkung schwächen, ausgeschaltet oder wenigstens mini
miert und soweit sie die Abschirmwirkung erhöhen zugelas
sen/begünstigt werden, wobei die Dicke der Bleche um ein
Vielfaches kleiner als die Wirbelstrom-Eindringtiefe (δ) ist.
(Fig. 3 bis 5)
5. Wandleranordnung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Blechung in Radialrichtung
der Anordnung ausgeführt ist. (Fig. 3)
6. Wandleranordnung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Blechung in Axialrichtung
der Anordnung ausgeführt ist. (Fig. 5)
7. Wandleranordnung nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6 mit teil
weise radial und teilweise axial ausgeführter Blechung.
8. Summenstrom-Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
eine zusätzliche, die Abschirmung (140) aus hoch permeablem
Material umschließende äußerste Abschirmung (440) mit Schlitz
vorgesehen ist, die aus elektrisch gut leitfähigem, niedrig
permeablem Material besteht. (Fig. 6)
9. Wandleranordnung nach Anspruch 8, mit einer zusätzlicher
Abschirmung (440) aus Kupfer.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998122515 DE19822515C2 (de) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | Abschirmung für Summenstrom-Wandleranordnung für Fehlerstrom-Schutzschalter |
EP99108970A EP0959484A3 (de) | 1998-05-19 | 1999-05-06 | Abschirmung für Summenstrom-Wandleranordnung für Fehlerstrom-Schutzschalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998122515 DE19822515C2 (de) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | Abschirmung für Summenstrom-Wandleranordnung für Fehlerstrom-Schutzschalter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19822515A1 DE19822515A1 (de) | 1999-12-09 |
DE19822515C2 true DE19822515C2 (de) | 2000-07-06 |
Family
ID=7868327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998122515 Expired - Fee Related DE19822515C2 (de) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | Abschirmung für Summenstrom-Wandleranordnung für Fehlerstrom-Schutzschalter |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0959484A3 (de) |
DE (1) | DE19822515C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10246543A1 (de) * | 2002-09-30 | 2003-06-18 | Siemens Ag | Wicklungsanordnung |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10331339A1 (de) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Siemens Ag | Elektromagnetisches Schaltgerät |
DE102005007334B4 (de) | 2005-02-17 | 2007-02-08 | Siemens Ag | Summenstromwandler zur allstromsensitiven Erfassung eines elektrischen Differenzstromes |
FR2887634B1 (fr) | 2005-06-24 | 2007-08-10 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif de mesure de courant differentiel, module de declenchement comportant un tel dispositif de mesure et dispositif de coupure ayant un tel module |
DE102017205004B4 (de) | 2017-03-24 | 2022-12-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Leistungsschalter |
CN110534909B (zh) * | 2019-09-04 | 2021-07-30 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于mems平面结构重构的环偶与电偶可切换的太赫兹超材料转换器及其制备方法 |
DE102020116428A1 (de) | 2020-06-22 | 2021-12-23 | Magnetec Gmbh | Sensor, Schutzschalter, Ladekabel und Ladestation |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1211366A (en) * | 1967-05-01 | 1970-11-04 | Iain Weir Jones | Improvements in and relating to earth leakage current detectors |
DE1779492A1 (de) * | 1968-08-19 | 1971-11-04 | Manfred Roser | Vorrichtung zum Aufreihen und ueberfuehren von Gardinen tragenden Aufhaengern auf Gardinenschienen |
WO1991019305A1 (en) * | 1990-06-01 | 1991-12-12 | Lk Lavspaending A/S | A method and a shield for shielding a current transformer as well as a current transformer including such a shield |
DE4215900C1 (de) * | 1992-05-14 | 1993-12-23 | Siemens Ag | Anordnung zum Erfassen von Differenzströmen |
FR2701591A1 (fr) * | 1994-01-11 | 1994-08-19 | Schlumberger Ind Inc | Transformateur de courant non blindé à couplage par de l'air. |
US5400006A (en) * | 1993-04-23 | 1995-03-21 | Schlumberger Industries | Current transformer with plural part core |
DE4432739A1 (de) * | 1994-09-14 | 1996-03-21 | Siemens Matsushita Components | Induktives elektrisches Bauteil |
DE19653552A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-06-25 | Siemens Ag | Summenstrom-Wandleranordnung |
DE19710742A1 (de) * | 1997-03-14 | 1998-09-24 | Siemens Ag | Summenstrom-Wandleranordnung |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH607057A5 (de) * | 1975-03-03 | 1978-11-30 | Bbc Brown Boveri & Cie |
-
1998
- 1998-05-19 DE DE1998122515 patent/DE19822515C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-05-06 EP EP99108970A patent/EP0959484A3/de not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1211366A (en) * | 1967-05-01 | 1970-11-04 | Iain Weir Jones | Improvements in and relating to earth leakage current detectors |
DE1779492A1 (de) * | 1968-08-19 | 1971-11-04 | Manfred Roser | Vorrichtung zum Aufreihen und ueberfuehren von Gardinen tragenden Aufhaengern auf Gardinenschienen |
WO1991019305A1 (en) * | 1990-06-01 | 1991-12-12 | Lk Lavspaending A/S | A method and a shield for shielding a current transformer as well as a current transformer including such a shield |
DE4215900C1 (de) * | 1992-05-14 | 1993-12-23 | Siemens Ag | Anordnung zum Erfassen von Differenzströmen |
US5400006A (en) * | 1993-04-23 | 1995-03-21 | Schlumberger Industries | Current transformer with plural part core |
FR2701591A1 (fr) * | 1994-01-11 | 1994-08-19 | Schlumberger Ind Inc | Transformateur de courant non blindé à couplage par de l'air. |
DE4432739A1 (de) * | 1994-09-14 | 1996-03-21 | Siemens Matsushita Components | Induktives elektrisches Bauteil |
DE19653552A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-06-25 | Siemens Ag | Summenstrom-Wandleranordnung |
DE19710742A1 (de) * | 1997-03-14 | 1998-09-24 | Siemens Ag | Summenstrom-Wandleranordnung |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Electromagnetic Noise Suppression For Electro- nics Cards and Boards" In: IBM Technical Disclo- sure Bulletin, Vol.33, No.7, Dez.1990, S.243-246 * |
MAREK, A.: Summierender Stromwandler für den Be- reich @10mAWdg, 0...200Hz In: Bulletin SEV/VSE 70,1979, H.5, 10. März, S.213-218 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10246543A1 (de) * | 2002-09-30 | 2003-06-18 | Siemens Ag | Wicklungsanordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19822515A1 (de) | 1999-12-09 |
EP0959484A2 (de) | 1999-11-24 |
EP0959484A3 (de) | 2000-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0112482B1 (de) | Wicklungsanordnung für Trockentransformatoren | |
DE2915791C2 (de) | Starkstromtransformator oder Drossel | |
DE102008037893B4 (de) | Induktiver Leitungsfähigkeitssensor | |
DE10155450A1 (de) | Drehstromtransformator vom Baugruppentyp | |
DE19822515C2 (de) | Abschirmung für Summenstrom-Wandleranordnung für Fehlerstrom-Schutzschalter | |
DE3833916C2 (de) | ||
DE2512369C2 (de) | Elektrischer Generator | |
DE19710742C2 (de) | Summenstrom-Wandleranordnung | |
DE1297217B (de) | Roehrenwicklung fuer Transformatoren | |
DE102013204638B4 (de) | Vorrichtung zur Erfassung von Fehlerströmen | |
DE3021768A1 (de) | Fehlerstromschutzschalter mit summenstromwandler | |
DE3033632C2 (de) | Vakuumschalter | |
DE4208706C2 (de) | Zündspule für eine Zündanlage einer Brennkraftmaschine | |
DE1638885A1 (de) | Hochspannungswicklung | |
DE974626C (de) | Anordnung zum Verhindern uebermaessiger Feldkonzentrationen bei benachbarten Wicklungen von Leistungstransformatoren | |
DE19851047C2 (de) | Strombegrenzungsanordnung mit Dämpfelement | |
DE102011082170A1 (de) | Stromwandler | |
DE711283C (de) | Vorrichtung zum Schutze von in Einzelspulen aufgeteilten Wicklungen fuer Transformatoren und Drosseln gegen Stossspannungen | |
DE2154398B2 (de) | Spannungstransformator zur vertikalen aufstellung mit einem gestreckten magnetkern | |
DE878983C (de) | Isoliertransformator fuer hohe Spannungen | |
DE552021C (de) | Transformator, bei welchem die Klemmen hohen Potentials an eine in der Mitte eines Schenkels gelegene Windung angeschlossen sind | |
WO2000016350A2 (de) | Htsl-transformator | |
DE706709C (de) | Hochspannungstransformator, insbesondere Trockenspannungswandler | |
DE3400190A1 (de) | Vakuumschalter-kontaktanordnung | |
DE3744436C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |