DE4331265A1

DE4331265A1 - Stromwandler für Leitungen

Info

Publication number: DE4331265A1
Application number: DE4331265A
Authority: DE
Original assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Current assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1993-09-15
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2013-09-16
Also published as: US5483215A; DE4331265C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromwandler für Stromleitungen, dessen Gehäuse eine Induktionsspule aufweist. Sie erfaßt das Magnetfeld eines stromführenden Leiters. Dieser Leiter stellt in dem System die Primärspule mit nur einer Windung dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen besonders einfachen Stromwandler zu schaffen, der mit einer Schaltstange auf einen unter Hochspannung stehenden Leiter montierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spule ein U-förmiges Eisenjoch umschließt, daß auf dem einen Schenkel des Joches ein U-förmiges Rückschlußeisen schwenkbar gelagert ist, daß das U-förmige Rückschlußeisen an der einen Knickstelle gelagert ist, daß am Gehäuse Federn verankert sind und daß der Leiter beim Aufschieben des Stromwandlers das Rückschlußeisen in die Schließstellung bewegt und in dieser Stellung durch die Federn gehalten ist.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 1-9 der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt den Stromwandler von der Seite,

Fig. 2 eine Vorderansicht im Schnitt,

Fig. 3 von unten,

Fig. 4 von der anderen Seite,

Fig. 5 von vorn im Funktionszustand

Fig. 6 von oben,

Fig. 7 einen offenen Wandler vor dem Eindringen des Leiters,

Fig. 8 einen Wandler in halbgeschlossener Stellung,

Fig. 9 einen geschlossenen, den Leiter umfassenden Wandler.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Isolierstoffgehäuse bezeichnet, an dem eine Grifföse 1a schwenkbar gelagert ist. In das Gehäuse ist ein U-förmiges Eisenjoch 2 eingesetzt, auf dem ein U-förmiges Rückschlußeisen 3 schwenkbar gelagert ist. Zur Lagerung dient ein Scharnier 4a, 4b, das mit Nieten 5a, 5b an dem Joch 2 und und dem Rückschlußeisen 3 befestigt ist.

Links und rechts von Joch 2 und Rückschlußeisen 3 sind Schen kelfedern 6 und 7 sichtbar, die auf einer Drehachse AB ge lagert sind.

Fig. 2 stellt die Vorderansicht des Wandlers im Schnitt dar. In das wannenförmige Gehäuse 1 ist das Joch 2 mit einer um dieses Joch herumgewickelten Spule 11 eingesetzt. Joch und Spule werden durch eine Vergußmasse 13 befestigt und ge schützt. Das Rückschlußeisen 3 ist in der Schließposition dar gestellt. Die Feder 7 drückt einen großen, kreisrunden Leiter 10 gegen den linken Schenkel 3a des Rückschlußeisen 3. Da durch wird der rechte Schenkel 3b des Rückschlußeisens satt gegen den rechten Schenkel 2b des Joches gepreßt. Die Folge ist ein guter magnetischer Kraftfluß zwischen den Teilen des Eisenkreises und eine innige Kopplung zwischen dem primären Leiter 10 und der sekundären Wandlerspule 11.

Jede primäre Magnetfeldänderung induziert so in der Meßspule 11 eine definierte Spannung, die abgeleitet und angezeigt werden kann.

Das herausgeführte Meßkabel ist mit 12 bezeichnet. Die aus Draht gebogene Öse 1a ist mit Hilfe von angeformten Lager schilden 8, 9 an dem Boden des Gehäuses 1 befestigt. Wenn man den Wandler mit Hilfe der Öse 1a nach unten zieht, drückt der Leiter 10 das Rückschlußeisen 3 in die Öffnungs position entsprechend Fig. 7, bis ein mit dem Schenkel 3a verbundener Querstift 14 gegen die Rastnase 7a der Feder 7 stößt.

Fig. 3 zeigt das Kunststoffgehäuse 1 von unten. Aus der Fläche ragen Lagerschilde 8, 9 heraus, die die Öse 1a tragen. Das Meßkabel 12 ist seitlich herausgeführt und zu sammen mit der Spule so eingegossen, daß die Teile gegen Witterungseinflüsse geschützt sind.

Fig. 4 zeigt den Stromwandler von der anderen Seite. Da die Schenkelfedern in einem Winkelbereich von etwa 90° wirksam sein müssen, benötigen sie eine Vielzahl von Schraubenwin dungen, die durch das Eisenjoch 2 verdeckt sind. Die abge winkelten Enden 6b, 7b der Federn 6, 7 sind durch Bohrungen in dem Joch 2 hindurchgesteckt.

Die Vorderansicht des Wandlers nach Fig. 5 zeigt, daß der Leiter 10 den Raum zwischen Gehäuse, Joch und Rückschluß fast völlig ausfüllt.

Ein weiteres Beispiel mit einem viel kleineren Leiter 10′ ist mit unterbrochenen Linien angedeutet. Die weit nach links ge neigte Feder ist mit 6′ bezeichnet. Auch bei sehr kleinem Lei ter erfüllt sie noch ihre Funktion, den Leiter gegen Rück schlußeisen und Joch zu pressen, so daß der Eisenkreis ge schlossen ist.

Das Anpressen kleiner Leiter gegen den linken Schenkel 3a des Rückschlußeisens 3 wird noch dadurch verbessert, daß die Ober seite des Gehäuses 1 leicht nach links abgeschrägt ist. Die Teile des Wandlers sind so beschaffen, daß man ihn auch auf rechteckige Stromschienen oder beliebig gestaltete Vielader kabel auf schieben kann.

Da die Meßspule 11 gegenüber dem Eisenkreis und dem Leiter gut isoliert werden kann, ist eine Isolation des Leiters 10 nicht erforderlich, wenn die Signalverarbeitung und/oder Anzeige direkt am Wandler erfolgt. Als optisches Anzeigeelement am Wandler könnte eine Leuchtdiode dienen. Zur akustischen Mel dung wäre ein Schallgeber zu integrieren.

Wenn man bei nicht isolierten Hochspannungsleitern den Anzei geort verlegen will, kann die Distanz zum Ort des Wandlers mit Hilfe eines Fiber-Optik-Leiters überbrückt werden.

Fig. 6 stellt eine Draufsicht auf den geschlossenen Wandler dar. Die Federn 6 und 7 nehmen die Position wie in Fig. 5 ein, also bei eingelegtem Leiter. Ohne Leiter würden sie flach auf dem Gehäuse 1 aufliegen. Der Stift 14 ragt seitlich weit über das Rückschlußeisen 3 hinaus, damit er beim Öffnen des Wandlers die Federn 6 und 7 kontaktieren kann.

Als Vergußmasse für die Spule 11 kommt ein Zweikomponenten- Gießharz infrage, das das Gehäuse mit dem Eisenkreis fest verbindet und zugleich die Spule vor jedem Witterungseinfluß schützt. Die Spulenenden sind mit dem Meßkabel 12 verbunden, dessen Ende feuchtigkeitsdicht eingebettet ist.

Der beschriebene Stromwandler wird mit einer Schaltstange montiert, deren Verstellhaken in die Grifföse 1a einrastet. Das Rückschlußeisen 3 wird hochgeklappt, also um etwa 100° gedreht, wenn der Wandler auf einen Leiter aufgeschoben werden soll.

Fig. 7, 8 und 9 zeigen in drei Momentaufnahmen den Beginn des Aufschiebens, den Punkt der maximalen Auslenkung der Federn und den Endzustand des vom Wandler umfaßten Leiters 10.

Wenn der Leiter 10 in das Rückschlußeisen 3 eindringt, kippt er dieses Eisen unter Verformung der Federn 6, 7 nach rechts, bis sich der Eisenkreis entsprechend Fig. 9 völlig schließt. In diesem Zustand drücken die Federn 6, 7 den Leiter 10 gegen den Schenkel 3a und der Wandler ist funktionsfähig.

An der integrierten Wandlerspule fällt eine Spannung an, die dem Primärstrom in dem Leiter 10 proportional ist. Der Meß wert wird über das Meßkabel 12 in eine Auswertestation über tragen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbei spiel beschränkt. Die Anpassung des Wandlers an verschiedene Leiterdurchmesser kann man auch dadurch verwirklichen, daß man an zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses mehrere alternativ nutzbare Aussparungen für die Verankerung der Fe dern vorsieht. Der Wandler kann dann durch Umstecken der Fe dern, vorzugsweise Blattfedern, den verschiedenen Leiterdurch messern leicht angepaßt werden.

Um die Federn gegen Herausfallen zu sichern,- können seitlich Deckel angebracht werden, die die Aussparungen abdecken, so daß sie nur noch in Austrittsrichtung der Federn offen sind. Zur Befestigung der Deckel können Hinterschneidungen, insbe sondere Schwalbenschwanzprofile, benutzt werden.

Der große Vorteil des neuartigen Stromwandlers besteht darin, daß er, mit einem Minimum an Bauteilen auskommend, mit Hilfe einer Schaltstange aus sicherer Entfernung montierbar und demontierbar ist und daß man sich mit einer Ausführungsform verschiedenen Leiterdurchmessern anpassen kann.

Bei dem beschriebenen Stromwandler wird das Meßsignal, eine Spannung, mit Hilfe eines Meßkabels 12 in eine Meßstation weitergeleitet.

Alternativ kann die Signalverarbeitung unmittelbar am Meß wandler erfolgen. Hierzu wird das Wandlergehäuse so weit ver größert, daß man darin beispielsweise einen mit Blinklicht versehenen Kurzschlußanzeiger unterbringen kann.

Das Gehäuse erhält dann ungefähr die Form eines Würfels, der an seiner Unterseite die Grifföse und eine Blinkdiode trägt. Zusätzlich kann in die Unterseite ein wasserdichter Schraub deckel integriert werden, so daß ein Batteriewechsel leicht möglich ist.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
1a Öse
2 Eisenjoch
2a linker Schenkel
2b rechter Schenkel
3 Rückschlußeisen
3a linker Schenkel
3b rechter Schenkel
4a, 4b Scharnier
5a, 5b Nieten
6, 7 Federn
7a Rastnase
6b, 7b abgewinkeltes Federende
8, 9 Lagerschilde
10 Kabel oder Leiter
11 Spule
12 Meßkabel
13 Vergußmasse
14 Querstift
AB Drehachse

Claims

1. Stromwandler für Schienen, Kabel und Freileitungen, dessen Gehäuse eine Induktionsspule aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (11) ein U-förmiges Eisenjoch (2) umschließt,
daß auf dem einen Schenkel des Joches (2) ein U-förmiges Rückschlußeisen (3) schwenkbar gelagert ist,
daß das U-förmige Rückschlußeisen (3) an der einen Knick stelle gelagert ist,
daß im Gehäuse (1) Federn (6, 7) verankert sind und
daß der Leiter (10) beim Aufschieben des Stromwandler das Rückschlußeisen (3) in die Schließstellung bewegt und in dieser Stellung durch die Federn (6, 7) gehalten ist.

2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (6, 7) als Schenkelfedern mit großem Feder winkel ausgebildet sind, die das offene Rückschlußeisen (3) in einer Raststellung festhalten und im Schließzu stand einen Leiter (10) beliebigen Durchmessers gegen das geschlossene Rückschlußeisen (3) pressen.

3. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Kunststoff bestehende Gehäuse (1) an der Unter seite eine Öse (1a) zur Anbringung einer Schaltstange auf weist.

4. Stromwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an der Oberseite eine Wanne aufweist, in der die Spule (11) mit dem sie durchdringenden Joch schenkel (2) eingegossen ist.

5. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlußeisen (3) durch ein Scharnier mit dem einen Jochschenkel (2a) verbunden ist und daß die Drehachse (AB) der Schenkelfedern (6, 7) diagonal gegenüber in der Nähe des anderen Jochschenkels (2b) liegt.

6. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Gehäuses (1) leicht in Richtung des linken Schenkels (2a) abgeschrägt ist, um kleinere Leiter optimal anpressen zu können.

7. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an zwei gegenüberliegenden Seiten mehrere alternativ nutzbare Aussparungen für die Federn aufweist, so daß der Wandler durch Umstecken der Federn verschie denen Leiterdurchmessern anpaßbar ist.

8. Stromwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn in ihren Aussparungen durch Deckel gesichert sind, die über Schwalbenschwanzprofile oder dergl. mit dem Gehäuse verbunden sind.