DE3619423C2

DE3619423C2 -

Info

Publication number: DE3619423C2
Application number: DE3619423A
Authority: DE
Inventors: Richard Dr.-Ing. 3300 Braunschweig De Friedl
Original assignee: LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 1985-09-14
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1987-10-08
Also published as: DE3664821D1; DE3619423A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromwandleranordnung nach dem Ober begriff des Anspruches 1.

Das Messen großer Ströme zur Ermittlung des Energieverbrauchs mittels statischer Elektrizitätszähler erfordert den Einsatz von Stromwandlern, deren Ausgangssignale für die Weiterverarbeitung in elektronischen Meßwerken geeignet sein müssen. Die zu messen den Ströme weisen Beträge von mehr als 100 Ampere auf, welche bis in den Meßbereich von Milliampere mit geringen Linearitätsabwei chungen erfaßt werden müssen. Gegenüber Gleichstromanteilen im Meßstrom müssen derartige Anordnungen weitgehend unempfindlich sein. Außerdem soll der Verbrauch an erforderlicher Hilfsenergie zum Betrieb der Anordnung möglichst klein sein.

Weiterhin müssen die in der IEC-Publikation 521 genannten Forde rungen, insbesondere die galvanische Trennung bei hoher Isola tionsfestigkeit, die Kurzschlußfestigkeit, die Unempfindlichkeit gegen äußere magnetische Störfelder sowie das Einhalten des Fre quenzeinflusses erfüllt sein.

Die als magnetischer Spannungsmesser ausgebildete Anordnung nach der DE-AS 10 79 192 besteht aus zwei in Reihe geschalteten Se kundärspulen, welche eine Stromschiene umfassen. Die sekundären Teilwicklungen sind an ihren Enden mit magnetischem Material kurzgeschlossen. Hierdurch ergibt sich ein geschlossener magneti scher Kreis (Rogowski-Spule), welcher sich gegenüber Fremdfeldern astatisch verhält, sofern die Windungsdichte der Teilwicklungen ausreichend groß und die Windungsverteilung gleichmäßig ist. Bei großen Stromdichten im Primärleiter müssen die Sekundärspulen von diesem einen gewissen Abstand haben, um eine einwandfreie Inte gration der Teilspannungen der unstetig verteilten Wicklung zu ermöglichen.

Die bekannte Stromwandleranordnung ist mit einer elektronischen Integrierstufe ausgerüstet, deren bezüglich ihres Eingangssignals zum Ausgangssignal umgekehrt proportionaler Frequenzgang die proportionale Freuqenzabhängigkeit der in der Sekundärwicklung vom Meßstrom induzierten Spannung kompensiert und welche das Ein gangssignal zur gegenphasigen Lage ihres Ausgangssignals gegen über dem zu messenden Strom um einen Phasenwinkel von 90° weiter dreht. Das Meßsignal am Ausgang der Integrierstufe ist durch deren Wirkung unabhängig von der Meßfrequenz und befindet sich in Gegenphase zum Meßstrom bei direkter Proportionalität zwischen den Amplituden.

Bei der bekannten Stromwandleranordnung ist nachteilig, daß die Forderung nach einer weitgehenden Unempfindlichkeit gegenüber äußeren magnetischen Störfeldern durch die Verwendung von ferro magnetischem Material nicht vollkommen erfüllt ist. Weiterhin liefert die bekannte Anordnung sehr kleine Ausgangssignale, da nur eine geringe Kopplung zwischen den Feldern des Primärleiters und der Sekundärspulen besteht. Somit ist dieses Verfahren für die Messung von Stromstärken unterhalb von etwa 1 Kiloampere nicht geeignet.

Eine weitere Stromwandleranordnung ist aus der DE-OS 23 30 048 bekannt. Dieser mit einem Ferrit-Schalenkern ausgerüstete Stromwandler weist erhebliche Amplituden- und Winkelfehler auf, die durch eine zusätzliche elektronische Fehlerkompensation verringert werden können. Die Fehlerkompensation wird mit Hilfe einer Indikatorwicklung derart vorgenommen, daß ein Strom mittels eines Verstärkers in der Sekundärwicklung erzeugt wird, der die Induktion im Magnetkern eliminiert. Damit entspricht diese Anordnung einem Stromkomparator. Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung liegt in der Verwendung von magnetischem Kernmaterial zur Erzeugung einer ausreichenden magnetischen Kopplung, da der magnetische Werkstoff zu erheblichen Fehlern bei Gleichstromkomponenten im Meßstrom führt.

Aus der CH-PS 6 50 357 ist ein magnetkernloser Meßwandler zum potentialfreien Messen eines Stromes bekannt. Hierbei sind Magnetfeldsensoren nahe an der Oberfläche eines Flachleiters an gegenüberliegenden Stellen angeordnet. Die Magnetfeldsensoren sind als magnetoresistive Dünnfilme aus anisotropischem ferromagnetischen Material oder als Hallgeneratoren oder Oberflächenwellenoszillatoren ausgebildet. Die Sensoren liefern jeweils im Nulldurchgang des Magnetfeldes Spannungsimpulse, deren Folgefrequenz ein Maß für den Meßstrom ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromwandler anordnung der einleitend genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß eine Unempfindlichkeit gegen äußere magnetische Störfelder sowie ein hohes sekundärseitiges Ausgangssignal bei räumlich kleiner Bauweise und gleichzeitiger Verwendung billiger Bauele mente möglich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet. Bei dieser Anordnung weist der Spulenträger eine von magnetischen Feld des Primärleiters im wesentlichen unabhängige Permeabilität auf. Die Sekundärwicklung besteht aus zwei in Reihe geschalteten Spulen, deren Spulenachsen zueinander parallel verlaufen. Der Windungssinn der Spulen ent spricht dem eines in der Mitte räumlich um 180° abgeknickten Solenoiden. Diese astatische Anordnung der Spulen führt zu einer Sekundärwicklung, die gegenüber äußeren homogenen magnetischen Störwechselfeldern unabhängig ist, da sich die durch die Stör felder in beiden Spulen induzierten Teilspannungen gegenseitig aufheben. Während bei den bekannten aus Teilwicklungen bestehen den Spulen die Teilwicklungen stets zu einem geschlossenen Inte grationsweg entsprechend einer Rogowski-Spule zusammengesetzt sind, erstrecken sich die Sekundärspulen bei der Erfindung zwecks Erzielung kleiner Abmessungen jeweils nur über eine Teillänge von weniger als 50% der vom Strom im Primärleiter erzeugten Magnet feldlinien, so daß kein geschlossener Integrationsweg gebildet wird. Die zweite Sekundärspule dient dabei in erster Linie der Kompensation des Einflusses von Fremdfeldern. Im Hinblick auf eine möglichst optimale Kompensation weisen die beiden Sekundär spulen geringe räumliche Abmessungen auf und sind möglichst dicht nebeneinander angeordnet.

Die Sekundärspulen können als Zylinder- oder Flachspulen mit zueinander parallelen Spulenachsen verlaufen, wobei wenigstens eine der beiden Spulen sich räumlich an einem Ort befindet, an welchem der Primärstrom eine möglichst große Feldstärke erzeugt. Die für ein hohes sekundärseitiges Ausgangssignal der Anordnung erforderliche hohe Feldstärke wird durch die Formgebung des Pri märleiters zu einer Schleife erreicht. Somit erfassen die se kundären Teilspulen das magnetische Feld des Primärleiters nur örtlich punktuell, wobei die Summe der in den beiden Sekundär spulen induzierten Spannungen dem zu erfassenden Primärstrom proportional ist.

Ein besonderes Merkmal der neuen Stromwandleranordnung ist deren hohe magnetische Kopplung zwischen dem Primärleiter und der Se kundärspule, so daß sich große sekundärseitige Ausgangssignale ergeben, welche die Verwendung der Anordnung für die lineare Erfassung von Strömen mit Stromstärken bis herab zu einigen Milliampere ermöglicht. Dies wird ohne Verwendung von ferromagne tischem Material erreicht. Hierdurch ergibt sich eine räumlich kleine Bauweise, welche eine kostengünstige Herstellung ermög licht.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der als Schleife ausgebildete Primärleiter die eine Sekundärspule in deren Umfangs richtung vollständig. Da die Sekundärspule hierbei innerhalb eines als Auge ausgebildeten Primärleiters angeordnet ist, ergibt sich eine optimale magnetische Kopplung mit entsprechend hohen Ausgangssignalen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Stromschleifen in Reihe geschaltet, wobei jede Stromschleife eine Sekundärspule umfaßt. Es ist aber auch möglich, daß zwei Stromschleifen zueinander parallel geschaltet sind und jede Stromschleife eine Sekundärspule umfaßt. Hierbei teilt sich der zu messende Primärstrom auf zwei Windungen auf, so daß bei einem vorzugsweise aus Kupfer gestanzten Primärleiter mit Rechteckquerschnitt Faltungen bei der Überkreuzung der Leiterteile vermieden werden können.

Eine sehr zweckmäßige Ausführungsform ist durch die Merkmale des Anspruches 5 gekennzeichnet. Hierbei ist der Primärleiter um eine Querachse um einen Winkel von 180° gefaltet, so daß der Hin- und Rückleiter in geringem Abstand übereinander liegen. Dieser Abstand kann wenigstens abschnittsweise so gestaltet sein, daß der dadurch entstehende Raum zur Unterbringung der sekundären Wicklung geeignet ist. Bei der Ausführungsform wird der magnetische Störfeldeinfluß auf das Meßergebnis praktisch ausgeschaltet. Durch die Form und die kleinen Abmessungen der Anordnung wird in einfacher Weise eine vollautomatische Fertigung ermöglicht.

Vorteilhaft ist es, wenn die Ausnehmungen sich etwa von der Mittelachse bis zum Rand des Primärleiters einander entgegenge richtet erstrecken. Hierdurch wird der in Längsrichtung des pri mären Flachleiters verlaufende elektrische Strom zur Mitte des Primärleiters umgelenkt, so daß die Strompfade zu einer Schleife geformt werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die gegenüberliegenden Leiterabschnitte des Flachleiters jeweils zwei einander entgegengerichtete und parallel versetzt angeordnete Ausnehmungen aufweisen und dadurch zwei in Längsrichtung des Flachleiters nebeneinanderliegende Abschnitte der Stromschleife bilden. Hierbei befinden sich zweckmäßigerweise die Sekundärspulen zwischen den Leiterabschnitten des Flachleiters. Da die Formgebung des Flachleiters zu zwei nebeneinander liegenden Abschnitten der Stromschleife führt, deren Achsen jeweils durch die einander zugekehrten Enden der Ausnehmungen gebildet werden, kann jede Sekundärspule jeweils einer Primärwindung zugeordnet werden, so daß eine optimale Flußverkettung gegeben ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Sekundärspulen in der Bauweise der Planartechnik ein- oder mehrlagig, möglicherweise auch beidseitig als Spiralen auf einem Substrat aufgebracht sind. Dieses plattenförmige Substrat kann zwischen die im Abstand angeordneten Leiterabschnitte eingeschoben werden. Das Substrat mit beiden Sekundärspulen kann auch außerhalb des Raumes zwischen den Leiterabschnitten über den wirksamen Windungsflächen des primären Flachleiters angeordnet sein.

Außerdem ist es möglich, daß das Substrat weitere elektronische Bauteile des Elektrizitätszählers enthält. Dies können beispiels weise die elektronischen Bauelemente der Integrationsstufe und der Multiplizierstufe sein.

Eine weitere Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß der eine Leiterabschnitt zwei einander entgegengerichtete, zum Rand des Primärleiters sich auf einer gemeinsamen Achse erstreckende Ausnehmungen aufweist, zu denen parallel eine nicht bis zu den Rändern gehende Ausnehmung auf dem anderen Leiterabschnitt angeordnet ist. Bei dieser Anordnung der Ausnehmungen werden die Strompfade derart geführt, daß zwei parallel geschaltete Windungen gebildet werden, welche jeweils mit dem magnetischen Fluß einer Sekundärspule verkettet sind.

Die Erfindung ist anhand in der Zeichnung dargestellter Ausfüh rungsbeispiele nachstehend näher erläutert. Auf die Darstellung der bekannten Integrationsschaltung wurde verzichtet. Es zeigt:

Fig. 1: Eine Stirnansicht von zwei astatisch aufgebauten sekundä ren Spulen, von denen eine von einem Primärleiter umschlossen ist,

Fig. 2: eine Stirnansicht von zwei astatisch aufgebauten Spulen, welche von in Reihe geschalteten Windungen des Primärlei ters umschlossen sind,

Fig. 3: eine Anordnung der sekundären Spulen nach Fig. 2 jedoch mit parallel geschalteten Windungen des Primärleiters,

Fig. 4: die perspektivische Ansicht eines als Flachleiter ge formten Primärleiters, bei welchem eine der astatisch aufgebauten sekundären Spulen zwischen gegenüberliegenden Leiterabschnitten des Flachleiters und die andere se kundäre Spule außerhalb des Flachleiters angeordnet sind,

Fig. 5: eine perspektivische Ansicht eines Primärleiters in einer gegenüber Fig. 4 veränderten Ausführungsform,

Fig 6: die perspektivische Ansicht der astatisch aufgebauten Spulen der Sekundärwicklung mit einer Grundplatte, welche in den Primärleiter nach Fig. 5 einschiebbar ist,

Fig. 7: eine Querschnittsdarstellung der Anordnung nach Fig. 5 und 6 im betriebsmäßigen Zustand in verkleinerter Dar stellung,

Fig. 8: die perspektivische Darstellung einer gegenüber Fig. 4 und 5 veränderten Ausführungsform des Primärleiters,

Fig. 9: eine perspektivische Ansicht astatisch aufgebauter Flach spulen als Sekundärwicklung auf einer Grundplatte, welche in den Primärleiter nach Fig. 8 einschiebbar ist,

Fig. 10: eine perspektivische Darstellung eines zur Fig. 8 ver gleichbaren Primärleiters mit darin angeordneten Spulen der Sekundärwicklung,

Fig. 11: die Draufsicht auf einem aufgeklappten als Flachleiter ausgebildeten Primärleiter,

Fig. 12: eine Draufsicht auf den Primärleiter nach Fig. 11 im gefalteten Zustand,

Fig. 13: eine Draufsicht auf eine Grundplatte mit astatisch aufge bauten Flachspulen in einer mit Fig. 9 vergleichbaren Bauweise,

Fig. 14: eine Draufsicht auf den gefalteten Primärleiter nach Fig. 11 auf die gegenüber Fig. 12 entgegengesetzte Seite und

Fig. 15: einen Querschnitt der Anordnung nach Fig. 14.

Fig. 1 zeigt zwei im Abstand angeordnete astatisch aufgebaute zylindrische Spulen 1 und 2 einer Sekundärwicklung 3. Die über einen Abstandshalter 4 gehaltenen Spulen 1 und 2 sind geometrisch und elektrisch identisch und verlaufen mit ihren Zylinderachsen parallel zueinander. Die Spulen 1 und 2 sind in einem Isolierzy linder 5 und 6 angeordnet. Die Spule 1 wird von einer Windung 7 a des Primärleiters 7 umfaßt, durch welchen der Meßstrom I ₁ in Richtung der angegebenen Pfeile fließt. Die in den Spulen 1 und 2 vom magnetischen Feld des im Primärleiter 7 fließenden Wechsel stromes induzierten Spannungen addieren sich zu einem dem zu messenden Wechselstrom I ₁ proportionalen Signal. Durch homogene äußere Störwechselfelder induzierte Spannungen haben wegen der astatischen Anordnung der Spulen 1 und 2 unterschiedliche Vor zeichen und heben sich in der Summe auf. Durch diese Maßnahme wird der Einfluß äußerer magnetischer Wechselfelder auf die rich tige Funktion der Stromwandleranordnung weitgehend unterdrückt. Durch die Spulen umgebendes magnetisches Abschirmmaterial kann der Fremdfeldeinfluß weiter reduziert werden.

In Fig. 2 entsprechen die Spulen 8 und 9 den in Fig. 1 darge stellten Spulen. Die sekundären Spulen 8 und 9 werden nacheinan der vom gemeinsamen Primärleiter 10 umfaßt. Diese Reihenschaltung der primären Windungen 10 a und 10 b führt zu einem gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 vergrößerten Meßsignal.

In Fig. 3 entsprechen die Spulen 11 und 12 den Spulen 8 und 9 in Fig. 2. Der Primärleiter 13 ist auf zwei Teilleiter verzweigt, die jeweils zu einer die Spule 11 bzw. 12 umschließende Windung 13 a bzw. 13 b geformt sind. Der Strom I ₁ wird auf die Teilleiter mit den Windungen 13 a und 13 b verzweigt, wobei die Summe der in den Spulen 11 und 12 induzierten Spannungen dem zu messenden Strom I ₁ proportional ist. Der Vorteil der Anordnung nach Fig. 3 gegenüber der Ausführung nach Fig. 2 besteht darin, daß bei dem vorzugsweise aus Kupfer gestanzten Primärleiter 13 mit Rechteck querschnitt (Flachleiter) Faltungen bei der Überkreuzung der Leiterteile vermieden werden können.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein Primärleiter 14 als Flachleiter mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, welcher derart gefaltet ist, daß gegenüberliegende Leiterabschnitte 14 a und 14 b einen quaderförmigen Hohlraum 15 ergeben. Außerhalb des Hohlrau mes 15 sind gegenüberliegende Abschnitte des Primärleiters 14 durch eine Isolierschicht 16 voneinander getrennt. Der Leiterab schnitt 14 a ist mit einer von etwa der Mitte zum Rand sich erstreckenden schlitzförmigen Ausnehmung 17 ausgerüstet. Eine in entgegengesetzte Richtung sich bis zum Rand erstreckende Aus nehmung 18 ist auf dem gegenüberliegenden Leiterabschnitt 14 b vorgesehen. Die Ausnehmungen 17 und 18 beeinflussen die geometri sche Lage der Strompfade des durch die Pfeile 19 und 20 darge stellten zu messenden Stromes derart, daß für den Primärstrom eine Windung geformt wird. Im magnetischen Feld dieser Windung ist die gestrichelt dargestellte sekundäre Spule 21 angeordnet. Eine zweite sekundäre Spule 22 befindet sich zur Kompensation magnetischer Fremdfelder außerhalb des Primärleiters.

Der in Fig. 5 dargestellte Primärleiter 23 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 4 dadurch, daß in den gegenüberlie genden Leitungsabschnitten 23 a und 23 b jeweils zwei einander entgegengerichtete schlitzförmige Ausnehmungen 24 und 25 bzw. 26 und 27 vorgesehen sind. Die seitlich offenen Ausnehmungen 24 bis 27 verlaufen jeweils etwa bis zur Mitte der Leiterabschnitte 23 a und 23 b. Die Ausnehmungen 24 und 26 befinden sich in derselben Ebene senkrecht zum Primärleiter 23, wenn dieser im betriebs mäßigen Zustand um 180° gefaltet ist, also die Leiterabschnitte 23 a und 23 b zueinander parallel verlaufen. In gleicher Weise sind die Ausnehmungen 25 und 27 in einer gemeinsamen Ebene senk recht zum Primärleiter 23 angeordnet.

Durch die obige Ausbildung der Ausnehmungen 24 bis 27 verläuft der Primärstrom auf Strompfaden, die durch die Pfeile 29 a bis 29 g gekennzeichnet sind. Hierdurch werden in den Ebenen der Leiterab schnitte 23 a und 23 b in Reihe geschaltete primäre Windungen gebildet, in deren magnetischem Feld sekundäre Spulen angeordnet werden können.

Auf der in Fig. 6 dargestellten Grundplatte 30 befinden sich zwei astatisch angeordnete sekundäre Spulen 31 und 32. Im betriebs mäßigen Zustand befindet sich die Grundplatte 30 mit den Spulen 31 und 32 zwischen den Leiterabschnitten 23 a und 23 b des Primär leiters nach Fig. 5. Die Lage der Spule 31 in Fig. 6 ist auf dem Leitungsabschnitt 23 b in Fig. 5 durch den gestrichelten Kreis 33 gekennzeichnet. Entsprechend befindet sich die Spule 32 in Fig. 6 in einem durch den in Fig. 5 gestrichelten Kreis 60 dargestellten Bereich.

Fig. 7 zeigt die Stromwandleranordnung mit dem primärseitigen Teil nach Fig. 5 und dem sekundärseitigen Teil nach Fig. 6 im betriebsmäßigen Zustand. Hierbei sind die oberen und unteren Abschnitte des Primärleiters 23 durch eine Isolierschicht 61 voneinander getrennt.

Der Primärleiter 34 in Fig. 8 ist mit dem Primärleiter 23 in Fig. 5 vergleichbar. Lediglich der Abstand zwischen dem oberen Leiter abschnitt 34 a und dem unteren Leiterabschnitt 34 b ist geringer und entspricht der Dicke der Isolierschicht 35.

Die in Fig. 9 dargestellte Grundplatte 36 mit den darauf angeord neten sekundären Spulen 38 und 39 befindet sich im betriebs mäßigen Zustand der Stromwandleranordnung zwischen den Leiterab schnitten 34 a und 34 b des Primärleiters 34 nach Fig. 8. Die Spulen 38 und 39 in Fig. 9 sind spiralförmig aufgebaut und in Planartechnik hergestellt, so daß der geringe Raum zwischen den Leiterabschnitten 34 a und 34 b nach Fig. 8 ausreicht. Im Betriebs zustand befindet sich der Mittelpunkt der Spule 38 etwa am mitti gen Ende der schlitzförmigen Ausnehmung 40 in Fig. 8. Entsprech end sind der Mittelpunkt der Spule 39 und das mittige Ende der Ausnehmung 41 etwa deckungsgleich angeordnet.

In Fig. 10 ist ein Primärleiter 42 wiedergegeben, welcher im wesentlichen dem Primärleiter 34 in Fig. 8 entspricht. Allerdings sind die Ausnehmungen 44 und 45 an ihrem zur Mitte des Primärlei ters 42 gerichteten Ende als Löcher ausgebildet, in denen asta tisch aufgebaute sekundäre Spulen 46 und 47 gelagert sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist ein Primärleiter 48 offen, also vor der Faltung um eine Linie 49, dargestellt. Im gefalteten Zustand befindet sich ein Leiterabschnitt 48 a über einem Leiter abschnitt 48 b. Der Leiterabschnitt 48 b zeigt Ausnehmungen 50 und 51, welche einander entgegengerichtet sind und auf einer gemein samen Längsachse parallel zur Faltungslinie 49 verlaufen. Auf dem Leiterabschnitt 48 a ist eine Ausnehmung 52 vorgesehen, welche nur im mittigen Bereich des Leiterabschnittes 48 verläuft und zur Faltungslinie 49 den gleichen Abstand aufweist wie die Ausneh mungen 50 und 51. Die Lageorte für die sekundären Spulen sind durch die gestrichelten Kreise 53 und 54 wiedergegeben. Dazu spiegelsymmetrisch zur Faltungslinie 49 befinden sich für die sekundären Spulen die entsprechenden Grundflächen 65 und 66.

Fig. 12 zeigt den Primärleiter 48 nach Fig. 11 in zusammengefal teter Form, so daß die Leiterabschnitte 48 a und 48 b überein ander liegen. Entsprechend sind nur die Ausnehmungen 50 und 51 mit den Orten für die sekundären Spulen, welche durch Kreise 53 und 54 angedeutet sind.

In Fig. 13 sind die auf einer Grundplatte 55 befestigten sekundä ren Spulen 56 und 57 in astatischer Bauweise dargestellt. Diese prinzipiell der Fig. 9 entsprechende Anordnung unterscheidet sich von dieser im wesentlichen dadurch, daß die Spulen 56 und 57 in Fig. 13 von der Faltungslinie 49 den gleichen Abstand aufwei sen. Die Spulen 56 und 57 können ebenfalls in Planartechnik hergestellt sein. Um beide Spulen dem entsprechenden primären magnetischen Fluß auszusetzen, können sie auch außerhalb des Raumes zwischen den gefalteten Leiterabschnitten 48 a und 48 b nach Fig. 11 angeordnet sein, sofern die magnetische Kopplung für ein hohes Ausgangssignal ausreicht. Auch für diesen Fall sind die in den Fig. 11 und 12 dargestellten Kreise die entsprechenden Orte für die sekundären Spulen.

Fig. 14 zeigt den Primärleiter 48 nach Fig. 11 in zusammengefal tetem Zustand von der gegenüberliegenden Seite im Vergleich zu Fig. 12. Entsprechend ist nur die mittige Ausnehmung 52 er kennbar.

Auch in Fig. 15 ist der Primärleiter 48 in zusammengefaltetem Zustand erkennbar, wobei der Abstand zwischen dem oberen Leiter abschnitt 48 a und dem unteren Leiterabschnitt 48 b durch eine Iso lierschicht 67 bestimmt ist. Die Richtung des zu messenden pri mären Stromes durch die Pfeile 58 und 59 gekennzeichnet. In dem Raum 50 wird die Grundplatte 55 nach Fig. 13 eingeschoben.

Claims

1. Stromwandleranordnung, insbesondere für einen statischen Elektrizitätszähler, mit einem den zu messenden Wechselstrom führenden Primärleiter sowie mit einer aus mindestens zwei in Reihe geschalteten und astatisch aufgebauten elektrisch identischen Spulen bestehenden Sekundärwicklung, deren Ausgangs spannung zur Erzeugung eines frequenzunabhängigen Meßsignals einer nachgeschalteten elektronischen Integrierstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer maximalen magnetischen Feldstärke der Primärleiter (7, 10, 13, 14, 23, 34, 42, 48) zu wenigstens einer Stromschleife (7 a, 10 a, 10 b, 13 a, 13 b, 29 c, 29 e) geformt ist, daß wenigstens eine der Sekundärspulen (1, 8, 11, 12, 21, 22, 31, 32, 38, 39, 46, 47, 56, 57) zur maximalen magnetischen Kopplung den von der Stromschleife erzeugten magnetischen Fluß möglichst vollständig erfaßt, daß die magnetische Kopplung ohne magnetische Werkstoffe erfolgt, daß sich die Sekundärspulen (1, 8, 11, 12, 21, 22, 31, 32, 38, 39, 46, 47, 56, 57) in axialer Richtung über eine möglichst kleine Teillänge der vom Strom im Primär leiter erzeugten Magnetfeldlinien erstrecken, und daß die Sekundärspulen (1, 8, 11, 12, 21, 22, 31, 32, 38, 39, 46, 47, 56, 57) zur optimalen Fremdfeldkompensation möglichst nahe nebeneinander angeordnet sind.

2. Stromwandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Stromschleife (7 a) die eine Sekundärspule (1) in deren Umfangsrichtung eng umfaßt.

3. Stromwandleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stromschleifen (10 a, 10 b) in Reihe geschaltet sind und jede Stromschleife (10 a, 10 b) eine Sekundärspule (8, 9) umfaßt.

4. Stromwandleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zwei Stromschleifen (13 a, 13 b) zueinander parallel geschaltet sind und jede Stromschleife (13 a,13 b) eine Sekundärspule (11, 12) umfaßt.

5. Stromwandleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärleiter (14, 23, 34, 42, 48) als gefalteter Flachleiter mit gegenüberliegenden Leiterabschnitten (14 a, 14 b, 23 a, 23 b, 34 a, 34 b, 48 a, 48 b) ausgebildet ist, welche jeweils durch wenigstens eine Ausnehmung (17, 18, 25 bis 27, 50 bis 52) wenigstens einen Abschnitt der Stromschleife (29 c, 29 e) in der Ebene des Flachleiters bilden.

6. Stromwandleranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (17, 18, 22 bis 27) etwa von der Mittelachse bis zum Rand des Flachleiters einander entgegengerichtet erstrecken.

7. Stromwandleranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Leiterabschnitte des Flachleiters jeweils zwei einander entgegengerichtete und parallel versetzt angeordnete Ausnehmungen (25 bis 27) aufweisen und dadurch zwei in Längsrichtung des Flachleiters (23) nebeneinander liegende Abschnitte der Stromschleife (29 c, 29 e) bilden.

8. Stromwandleranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspulen zwischen den Leiterabschnitten des Flachleiters angeordnet sind.

9. Stromwandleranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspulen (38, 39) in der Bauweise der Planartechnik ein- oder mehrlagig als Spiralen auf einem Substrat aufgebracht sind.

10. Stromwandleranordnung nach einem der Ansprüche 5, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Leiterabschnitt (48 b) zwei einander entgegengerichtete, zum Rand des Flachleiters (48) sich auf einer gemeinsamen Achse erstreckende Ausnehmungen (50, 51) aufweist, zu denen parallel eine nicht bis zu den Rändern gehende Ausnehmung (52) auf dem anderen Leiterabschnitt (48 a) angeordnet ist.