DE9404862U1

DE9404862U1 - Combined current and voltage converter

Info

Publication number: DE9404862U1
Application number: DE19949404862
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2004-03-23

Description

Kombinierter Strom- und SpannungswandlerCombined current and voltage transformer

Die Erfindung richtet sich auf einen kombinierten Strom- und Spannungswandler, insbesondere für Mittelspannung, dessen aktive Teile in Gießharz eingebettet sind.The invention relates to a combined current and voltage transformer, in particular for medium voltage, whose active parts are embedded in cast resin.

Kombinierte Strom- und Spannungswandler sind im Stand der Technik bekannt. Es handelt sich hierbei überwiegend um sogenannte Stützerwandler, bei denen der stromführende Hochspannungsleiter auf dem oberen Ende eines Isolators mit etwa vertikaler Längsachse angeordnet ist, wobei im unteren Bereich des Isolationselements eine geerdete Grundplatte vorhanden ist. Die beiden Messwandler für den Strom des Primärkreises einerseits sowie für dessen Spannung gegenüber dem Erdpotential andererseits sind vorzugsweise übereinander innerhalb des Isolators angeordnet. Der Hochspannung führende Leiter ist an der Oberseite des tragenden Isolationsteils zwar durch eine Metallkappe abgedeckt. Diese Metallkappe befindet sich jedoch auf Hochspannungspotential und ist somit nicht berührungssicher.Combined current and voltage transformers are known in the state of the art. These are predominantly so-called support transformers, in which the current-carrying high-voltage conductor is arranged on the upper end of an insulator with an approximately vertical longitudinal axis, with a grounded base plate in the lower area of the insulation element. The two measuring transformers for the current of the primary circuit on the one hand and for its voltage relative to the earth potential on the other hand are preferably arranged one above the other within the insulator. The high-voltage conductor is covered by a metal cap on the top of the supporting insulation part. However, this metal cap is at high-voltage potential and is therefore not safe to touch.

Im Zuge der fortschreitenden Fusionierung und/oder Zusammenarbeit von mittleren, aber auch großen Betrieben entstehen Fabrikationsstatten ungeahnten Ausmaßes. Aus diesem Grund, aber auch infolge zunehmender Automatisierung ist der Leistungsverbrauch moderner Betriebsstatten heute viel höher als beispielsweise vor zwanzig Jahren, aus diesem Grund ist es oftmals für einen Großbetrieb wirtschaftlicher, die elektrische Leistung von dem liefernden Energieversorgungsunternehmen in Form von Mittelspannung zu übernehmen. Hierdurch steigt die Anzahl der erforderlichen Mittelspannungsanlagen. Da gleichzeitig zur Reduzierung desAs a result of the progressive merger and/or cooperation of medium-sized and large companies, manufacturing plants of unimaginable size are being created. For this reason, but also as a result of increasing automation, the power consumption of modern production plants is much higher today than it was, for example, twenty years ago. For this reason, it is often more economical for a large company to take over the electrical power from the supplying energy company in the form of medium voltage. This increases the number of medium voltage systems required. Since at the same time

für Mittelspannungsschaltanlagen erforderlichen Raumbedarfs in steigendem Maß zu sogenannten gekapselten Hochspannungsschaltanlagen übergegangen wird, bei denen die aktiven Teile in Schaltschränken untergebracht sind, besteht mittlerweile ein erhebliches Bedürfnis nach Schalt- und Meßeinrichtungen für Mittelspannung, welche für den Einbau in Schaltschränke geeignet sind. Dies gilt unter anderem auch für kombinierte Strom- und Spannungswandler, da diese für Überwachungs- und Steuerzwecke in Mittelspannungsschaltanlagen vorteilhaft eingesetzt werden können. Da jedoch die bisher verwendeten Stützer-Meßwandler aufgrund des fehlenden Berührungsschutzes einerseits als auch aufgrund der insgesamt ungünstigen geometrischen Anordnung andererseits für eine solche Anwendung denkbar schlecht geeignet sind, ist die Schaffung einer verbesserten und zum Einbau in Schaltschränke geeigneten Bauform unabdingbar .Because of the space requirements for medium-voltage switchgear, there is an increasing shift to so-called encapsulated high-voltage switchgear, in which the active parts are housed in switchgear cabinets, there is now a considerable need for medium-voltage switching and measuring devices that are suitable for installation in switchgear cabinets. This also applies, among other things, to combined current and voltage transformers, as these can be used advantageously for monitoring and control purposes in medium-voltage switchgear. However, since the support measuring transformers used to date are extremely poorly suited for such an application due to the lack of contact protection on the one hand and the overall unfavorable geometric arrangement on the other, the creation of an improved design that is suitable for installation in switchgear cabinets is essential.

Der Erfindung liegt demnach das Problem zugrunde, einen kombinierten Strom- und Spannungswandler, insbesondere für Mittelspannung, so weiterzubilden, daß er während des Betriebs ein ausreichendes Maß an Berührungssicherheit aufweist, so daß der Betrieb innerhalb eines Schaltschranks prinzipiell möglich ist. Darüber hinaus soll die gekapselte Betriebsart innerhalb eines Schaltschranks weiterhin dadurch gefördert werden, daß die Gehäuseform den Erfordernissen des Schaltschrankeinbaus angepaßt ist.The invention is therefore based on the problem of developing a combined current and voltage transformer, in particular for medium voltage, in such a way that it has a sufficient degree of contact safety during operation, so that operation within a switch cabinet is possible in principle. In addition, the encapsulated operating mode within a switch cabinet should be further promoted by adapting the housing shape to the requirements of switch cabinet installation.

Zur Lösung des grundlegenden Problems sieht die Erfindung einen kombinierten Strom- und Spannungswandler, insbesondere für Mittelspannung, vor, dessen aktive Teile in Gießharz eingebettet sind, und der eine leitfähige Schicht auf der äußeren Oberfläche des Gießharzkörpers aufweist, die mit dem Erdpotential verbindbar ist. Die Erfindung geht ausTo solve the basic problem, the invention provides a combined current and voltage transformer, in particular for medium voltage, whose active parts are embedded in cast resin and which has a conductive layer on the outer surface of the cast resin body, which can be connected to the earth potential. The invention is based on

von einer Bauform, bei der sowohl der Strom- als auch der Spannungswandler in einen gemeinsamen Gießharzkörper eingebettet ist. Durch die Gießharzummantelung der aktiven Teile des Meßwandlers kann kein Berührungsschutz erreicht werden. Aufgrund der hohen, auftretenden Spannungen von bis zu etwa 40 kV ist eine derartige Ummantelung nicht in der Lage, eine vollständige Spannungsfreiheit an der äußeren Oberfläche des Gießharzkörpers sicherzustellen. Der Hochspannung führende Leiter bildet zusammen mit benachbarten, geerdeten Metallteilen eine Kapazität, bei der sich das elektrische Feld über die Oberfläche des Meßwandlers hinaus durch den luftgefüllten Raum bis zu den geerdeten Teilen fortsetzt. Je nach dem Verhältnis der Dielektrizitätskonstanten des Gießharzes und der umgebenden Luft wird sich auch in der Umgebung des Meßwandlers ein mehr oder weniger starkes elektrisches Feld ausbilden. Dies hat zur Folge, daß an der Oberfläche des Meßwandlers keineswegs Spannungsfreiheit herrscht, sondern vielmehr eine Restwechselspannung auftritt, die bei ungünstigen Verhältnissen auch gefährlich hohe Werte annehmen kann. Die Erfindung sieht aus diesem Grund vor, die innerhalb des Meßwandlers auftretende Wechselspannung durch eine leitfähige Schicht nach außen abzuschirmen. Sofern diese leitfähige Schicht geerdet ist, kann sich außerhalb des Meßwandlers kein elektrisches Feld ausbilden. Ein solcher Meßwandler ist demnach auch unter Betriebsbedingungen berührungssicher und eignet sich daher auch für den Einbau in Schaltschränke, welche zu Installations,- Überwachungssowie Reparaturarbeiten zumindest hin und wieder in geöffnetem Zustand betrieben werden müssen.from a design in which both the current and voltage transformers are embedded in a common cast resin body. The cast resin coating of the active parts of the measuring transformer does not provide protection against contact. Due to the high voltages that occur of up to around 40 kV, such a coating is not able to ensure that the outer surface of the cast resin body is completely free of voltage. The high-voltage conductor, together with neighboring, grounded metal parts, forms a capacitance in which the electric field continues beyond the surface of the measuring transformer through the air-filled space to the grounded parts. Depending on the ratio of the dielectric constants of the cast resin and the surrounding air, a more or less strong electric field will also form in the area around the measuring transformer. This means that there is by no means no voltage on the surface of the measuring transducer, but rather a residual alternating voltage occurs, which under unfavorable conditions can even reach dangerously high values. For this reason, the invention provides for the alternating voltage occurring within the measuring transducer to be shielded from the outside by a conductive layer. If this conductive layer is grounded, no electric field can form outside the measuring transducer. Such a measuring transducer is therefore safe to touch even under operating conditions and is therefore also suitable for installation in control cabinets that have to be operated in an open state at least occasionally for installation, monitoring and repair work.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die leitfähige Schicht aus metallischem Werkstoff besteht. Metallische Werkstoffe weisen die für den vorliegenden AnwendungszweckIt is within the scope of the invention that the conductive layer consists of metallic material. Metallic materials have the properties required for the present application.

• · &lgr; · · m m • · &lgr; · · mm mm

erforderliche, hohe Leitfähigkeit auf und sind darüber hinaus preiswert als auch leicht zu verarbeiten.They have the high conductivity required and are also inexpensive and easy to process.

Eine Möglichkeit zur Realisierung der metallischen Schicht besteht darin, auf den ausgehärteten Gießharzkörper eine Zinkbeschichtung aufzubringen. Zink ist nahezu korrosionsfrei und weist daher eine hohe Lebensdauer auf. Die erfindungsgemäße Beschichtung kann beispielsweise durch Spritz-Verzinken vorgenommen werden. Hierbei treten an dem Gießharzkörper selbst keine dauernden, hohen Temperaturen auf, so daß dessen chemischer Aufbau nicht verändert wird. Die erreichbare Dicke des Zinküberzugs liegt in der Größenordnung von 100 bis 200 &mgr;&pgr;&igr;. Eine solche Dicke ist einerseits völlig ausreichend zur Ableitung der relativ geringen, durch die Restspannung an der Oberfläche des Gießharzkörpers verursachten Ströme; andererseits ist ein erfindungsgemäßer Meßwandler während des Betriebs keinerlei mechanischen Spannungen ausgesetzt, so daß der in ausgehärtetem Zustand relativ widerstandsfähige Gießharzkörper keines zusätzlichen, schützenden Gehäuses bedarf.One way of creating the metallic layer is to apply a zinc coating to the hardened cast resin body. Zinc is almost corrosion-free and therefore has a long service life. The coating according to the invention can be applied, for example, by spray galvanizing. In this case, no permanent, high temperatures occur on the cast resin body itself, so that its chemical structure is not changed. The achievable thickness of the zinc coating is in the order of 100 to 200 μιλ. On the one hand, such a thickness is completely sufficient to dissipate the relatively low currents caused by the residual stress on the surface of the cast resin body; on the other hand, a measuring transducer according to the invention is not exposed to any mechanical stress during operation, so that the cast resin body, which is relatively resistant in the hardened state, does not require any additional, protective housing.

Andererseits ist jedoch auch eine Ausführungsform denkbar, bei der die metallische Schicht aus einem den Gießharzkörper umgebenden Metallgehäuse gebildet ist. Ein solches Gehäuse kann beispielsweise aus einem Metallblech gebogen sein und erfordert aus diesem Grund keine aufwendigen Herstellungsmaschinen. Sofern für einen ausreichenden Korrosionsschutz Sorge getragen ist, kann nahezu jeder Metall-Werkstoff mit hoher elektrischer Leitfähigkeit verwendet 0 werden.On the other hand, however, an embodiment is also conceivable in which the metallic layer is formed from a metal housing surrounding the cast resin body. Such a housing can, for example, be bent from a sheet metal and therefore does not require complex manufacturing machines. As long as adequate corrosion protection is ensured, almost any metal material with high electrical conductivity can be used.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß die Primäranschlüsse als Steckanschlüsse ausgebildet sind, deren spannungsführende Teile durch eine nahezu vollständige Ummantelung ausIt has proven to be advantageous that the primary connections are designed as plug connections, the live parts of which are almost completely covered by a sheath made of

isolierendem Werkstoff vor Berührung geschützt sind. Die Verwendung von Steckanschlüssen dient dem schnellen Anschluß und/oder Austausch des erfindungsgemäßen Meßwandlers. Da der Primärleiter mit in das Gießharz eingebettet ist, muß der betreffende Leiterabschnitt in den zu überwachenden Stromkreis eingeschleift werden. Um die Verbindung zu dem Hochspannungsleiter möglichst einfach und schnell herstellen als auch wieder auftrennen zu können, sieht die Erfindung die Verwendung von Steckverbindungen vor. Dadurch kann der Austausch eines defekten Meßwandlers stark vereinfacht werden. Beispielsweise ist es bei der Überwachung eines dreiphasigen Mittelspannungsnetzes möglich, zusätzlich zu den drei notwendigen Meßwandlern einen vierten Meßwandler in unmittelbarer Nähe anzuordnen, so daß bei Defekt eines Wandlers die betreffenden Anschlüsse einfach auf den freien Wandler umgesteckt werden können. Hierdurch läßt sich auch bei kleineren Anlagen eine ausreichende Redundanz schaffen. Die nahezu vollständige Ummantelung der spannungsführenden Teile der Steckanschlüsse dient der Vervollständigung des Berührungsschutzes. Gemeint ist hiermit eine Ummantelung, welche eine Berührung der spannungsführenden Teile mit bloßen Händen völlig ausschließt.insulating material against contact. The use of plug connections enables the rapid connection and/or replacement of the measuring transformer according to the invention. Since the primary conductor is embedded in the cast resin, the relevant conductor section must be looped into the circuit to be monitored. In order to be able to establish and disconnect the connection to the high-voltage conductor as simply and quickly as possible, the invention provides for the use of plug connections. This makes it much easier to replace a defective measuring transformer. For example, when monitoring a three-phase medium-voltage network, it is possible to arrange a fourth measuring transformer in the immediate vicinity in addition to the three necessary measuring transformers, so that if a transformer is defective, the relevant connections can simply be switched to the free transformer. This allows sufficient redundancy to be created even in smaller systems. The almost complete sheathing of the live parts of the plug connections serves to complete the contact protection. This refers to a sheath that completely prevents contact with the live parts with bare hands.

Die Erfindung läßt sich vorteilhaft dahin weiterbilden, daß die Ummantelung der spannungsführenden Teile der Primäranschlüsse aus Gießharz besteht und mit dem die aktiven Teile des Meßwandlers umschließenden Gießharzkörper einstückig ausgebildet ist. Aufgrund der guten Isolationseigenschaften aus dem Stand der Technik bekannter Gießharzwerkstoffe ist es möglich, durch entsprechende Formgebung des Gießharzkörpers gleichzeitig eine ausreichende Isolation der Primäranschlüsse herbeizuführen. Ein solches Herstellungsverfahren ist einerseits höchst einfach. Andererseits ergibt sich we-The invention can be advantageously further developed in such a way that the sheathing of the live parts of the primary connections consists of cast resin and is formed in one piece with the cast resin body enclosing the active parts of the measuring transducer. Due to the good insulation properties of cast resin materials known from the state of the art, it is possible to simultaneously achieve sufficient insulation of the primary connections by appropriately shaping the cast resin body. On the one hand, such a manufacturing process is extremely simple. On the other hand, it results in less

der ein Luftspalt zwischen Ummantelung und Gießharzkörper einerseits noch zwischen Ummantelung und Primäranschluß andererseits . Die erfindungsgemäße Ummantelung ist somit optimal dicht und verhindert sowohl eine direkte Berührung der spannungsführenden Teile als auch die Ausbildung eines nennenswerten elektrischen Wechselfeldes außerhalb des Meßwandlers .the air gap between the casing and the cast resin body on the one hand and between the casing and the primary connection on the other. The casing according to the invention is thus optimally tight and prevents both direct contact of the live parts and the formation of a significant alternating electric field outside the measuring transducer.

Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, daß die isolierende Ummantelung der Primäranschlüsse des Meßwandlers als über dessen äußere Oberfläche auskragendes Steckerelement ausgebildet ist, welches von der Ummantelung des kabelseitigen Verbindungselements umgreifbar ist. Die spannungsführenden Metallteile der Primäranschlüsse des Meßwandlers sind gem. diesem Erfindungsmerkmal über die äußere Oberfläche des Meßwandlers herausgeführt, gleichzeitig jedoch durch einen isolierenden Werkstoff, beispielsweise aus Gießharz, derart ummantelt, daß sich insgesamt ein etwa steckerartiger Fortsatz ergibt. Dieser Fortsatz kann von einer etwa buchsenförmigen Ummantelung des komplementären, kabelseitigen Verbindungselements umgriffen werden. Unabhängig von der Ausgestaltung der leitenden Teile des meßwandlerseitigen Verbindungselements als Stecker oder Buchse ist die Ummantelung entsprechend nach außen verlagert, um sowohl bei aufgeschobenem als auch bei abgezogenem Verbindungselement einen ausreichenden Berührungsschutz zu bieten.Further advantages can be achieved by designing the insulating sheath of the primary connections of the measuring transducer as a plug element that protrudes over its outer surface and can be encompassed by the sheath of the cable-side connecting element. According to this feature of the invention, the live metal parts of the primary connections of the measuring transducer are led out over the outer surface of the measuring transducer, but at the same time are sheathed by an insulating material, for example made of cast resin, in such a way that an extension that is somewhat plug-like is produced. This extension can be encompassed by a roughly socket-shaped sheath of the complementary, cable-side connecting element. Regardless of the design of the conductive parts of the measuring transducer-side connecting element as a plug or socket, the sheath is shifted outwards accordingly in order to offer sufficient protection against contact both when the connecting element is pushed on and when it is pulled off.

Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß sich die über die äußere Oberfläche des Meßwandlers steckerartig auskragende Ummantelung der Primäranschlüsse des Meßwandlers nach außen etwa konisch verjüngt. In Verbindung mit einer dazu etwa komplementär geformten Ummantelung des kabelseitigen Verbindungselements ergibt sich einerseits eineFurthermore, it is within the scope of the invention that the sheath of the primary connections of the measuring transducer, which protrudes like a plug over the outer surface of the measuring transducer, tapers outwards in a somewhat conical manner. In conjunction with a sheath of the cable-side connecting element that is shaped in a somewhat complementary manner, this results in a

leicht herstellbare Steckverbindung, da der im Bereich der freien Stirnseite der über die äußere Oberfläche des Meßwandlers auskragenden, steckerartigen Ummantelung reduzierte Querschnitt gegenüber der betreffenden Öffnung in der Ummantelung des kabelseitigen Verbindungselements relativ viel Spiel bietet und dadurch keinerlei Probleme beim Aufstecken des kabelseitigen Steckerelemente bereitet. Andererseits ist es beispielsweise möglich, an der Innenseite der Ummantelung der kabelseitigen Verbindungselements eine Schicht aus einerseits isolierendem, andererseits aber mechanisch sehr weichem Werkstoff wie beispielsweise Silikon vorzusehen, um die verbleibende Fuge zwischen den Ummantelungen beider Verbindungselemente auch in elektrischer Hinsicht optimal abzudichten und das Austreten eines elektrisehen Wechselfeldes nahezu vollständig zu unterbinden.easy to produce plug connection, since the reduced cross-section in the area of the free front side of the plug-like sheath that protrudes over the outer surface of the measuring transducer offers a relatively large amount of play compared to the relevant opening in the sheath of the cable-side connecting element and therefore does not cause any problems when plugging in the cable-side plug elements. On the other hand, it is possible, for example, to provide a layer of insulating material, but also of a very soft material, such as silicone, on the inside of the sheath of the cable-side connecting element in order to optimally seal the remaining gap between the sheaths of both connecting elements, also in electrical terms, and to almost completely prevent the escape of an alternating electrical field.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung, welche jedoch vergleichbare Vorteile aufweist, besteht darin, daß die isolierende Ummantelung der Primäranschlüsse des Meßwandlers als Buchsenelement ausgebildet ist, in welches die Ummantelung des kabelseitigen Verbindungselements einschiebbar ist. Bei dieser Aus führungs form ist es sinnvoll, daß sich die Innenfläche der die Primäranschlüsse umgebenden Ummantelung nach innen etwa konisch verjüngt. Auch hierdurch kann der Effekt des leichten Einsteckens in Verbindung mit einer elektrisch nahezu völlig dichten Fuge erreicht werden.Another embodiment of the invention, which however has comparable advantages, consists in the insulating sheath of the primary connections of the measuring transducer being designed as a socket element into which the sheath of the cable-side connecting element can be inserted. In this embodiment, it is sensible for the inner surface of the sheath surrounding the primary connections to taper inwards in a somewhat conical manner. This also makes it possible to achieve the effect of easy insertion in conjunction with an electrically almost completely sealed joint.

Ein erfindungsgemäßer Meßwandler erfährt eine optimale Weiterbildung durch eine aneinanderreihbare Grundform mit mindestens zwei zueinander parallelen Seitenflächen. Dadurch ist es insbesondere bei der Installation innerhalb von Schaltschränken möglich, mehrere erfindungsgemäße - beispielsweise je einer Phase des Mittelspannungsnetzes züge-A measuring transformer according to the invention is optimally developed by a basic form that can be arranged in series with at least two parallel side surfaces. This makes it possible, particularly when installed inside switch cabinets, to connect several measuring transformers according to the invention - for example each to one phase of the medium-voltage network.

ordnete - Meßwandler direkt nebeneinander zu befestigen und dadurch den erforderlichen Platzbedarf auf das absolute Minimum zu reduzieren. Dennoch ist es bei einer derartigen Montage möglich, einen mittig angeordneten Meßwandler auszutauschen, ohne dessen Nachbarelemente ebenfalls lösen zu müssen.arranged - measuring transducers directly next to each other and thus reduce the required space to the absolute minimum. Nevertheless, with such an installation it is possible to replace a centrally arranged measuring transducer without having to remove its neighboring elements as well.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß an zwei zueinander parallelen Seitenflächen mit Ausnahme von höchstens je einem Erdungsanschluß keinerlei Anschlüsse angeordnet sind. Dieses Merkmal ermöglicht das bündige Aneinanderschieben mehrerer erfindungsgemäßer Meßwandler, wobei die einander berührenden Seitenflächen von außen nicht mehr zugänglich sind. Die Erdungsanschlüsse können allenfalls zur Verbindung der ohnehin auf Erdpotential liegenden, äußeren Metallschichten untereinander dienen, so daß insgesamt nur eine Erdungsklemme angeschlossen zu werden braucht.It is within the scope of the invention that no connections are arranged on two parallel side surfaces, with the exception of a maximum of one ground connection each. This feature enables several measuring transducers according to the invention to be pushed flush against one another, whereby the side surfaces that touch one another are no longer accessible from the outside. The ground connections can at most be used to connect the outer metal layers, which are already at ground potential, to one another, so that only one ground terminal needs to be connected in total.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform mit etwa ebenen Begrenzungsflächen des Gehäuses erwiesen. Der Idealfall stellt dabei ein etwa quaderförmiges Gehäuse dar.A design with approximately flat boundary surfaces of the housing has proven to be particularly advantageous. The ideal case is a roughly cuboid-shaped housing.

Dieses ergibt sich einerseits als natürlicher Umriß der in das Gießharz eingebetteten Meßwandler; andererseits läßt sich dadurch innerhalb eines Schaltschranks eine optimale Anordnung finden.On the one hand, this results in the natural outline of the measuring transducers embedded in the cast resin; on the other hand, it allows an optimal arrangement to be found within a control cabinet.

Eine höchst praktische Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Primäranschlüsse an ein und derselben Seite des Meßwandlers angeordnet sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil hoher Übersichtlichkeit, indem von einem Blickwinkel aus sofort festgestellt werden kann, ob die beiden Steckverbindungen zwischen dem Hochspannungsleiter und dem Meßwandler hergestellt sind und dementsprechend der Stromkreis geschlossen ist.A highly practical embodiment of the invention is characterized by the fact that the primary connections are arranged on one and the same side of the measuring transformer. This embodiment has the advantage of being very clear, as it can be determined immediately from one viewing angle whether the two plug connections between the high-voltage conductor and the measuring transformer have been made and, accordingly, whether the circuit is closed.

Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Sekundäranschlüsse auf derselben Seite des Meßwandlers angeordnet sind wie die Primäranschlüsse. Solchermaßen sind sämtliehe Anschlüsse des Meßwandlers von einer Seite aus zugänglich, welche bei der Anordnung innerhalb eines Schaltschranks beispielsweise der Schaltschranktür zugewandt sein kann. Bei einer routinemäßigen Überprüfung kann ein erfindungsgemäßer Meßwandler aufgrund dieses Merkmals ohne Ausbau getestet werden.Furthermore, it is within the scope of the invention that the secondary connections are arranged on the same side of the measuring transducer as the primary connections. In this way, all connections of the measuring transducer are accessible from one side, which, when arranged within a control cabinet, can, for example, face the control cabinet door. During a routine check, a measuring transducer according to the invention can be tested without removal due to this feature.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß an der den Anschlüssen gegenüberliegenden Seite des Meßwandlers Befestigungselemente vorgesehen sind. Dieses Merkmal dient der leichten Montage eines erfindungsgemäßen Meßwandlers .Finally, it is in accordance with the teaching of the invention that fastening elements are provided on the side of the measuring transducer opposite the connections. This feature serves to facilitate the assembly of a measuring transducer according to the invention.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:Further details, features and advantages based on the invention emerge from the following description of some preferred embodiments of the invention and from the drawing. Herein:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Strom- und SpannungswandlerFig. 1 a current and voltage converter according to the invention

im Längsschnitt sowie
25in longitudinal section and
25

Fig. 2 mehrere Strom- und Spannungswandler gem. einer anderen Aus führungsform der Erfindung in aneinandergereihtem Zustand sowie in perspektivischer Darstellung.
30Fig. 2 shows several current and voltage transformers according to another embodiment of the invention in a row and in a perspective view.
30

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Strom- und Spannungswandler 1 für Mittelspannungen von etwa 5 bis etwa 40 kV, um dessen inneren Aufbau zu verdeutlichen.Fig. 1 shows a vertical section through a current and voltage transformer 1 according to the invention for medium voltages of about 5 to about 40 kV in order to illustrate its internal structure.

Die Primärwicklung 2 des Stromwandleraktivteils 3 ist über die Primäranschlüsse 4, 5 direkt in den Hochspannungs-Stromkreis eingeschleift. Das von der Primärwicklung 2 umschlossene Fenster 6 wird von geschlossenen Kernen 7, 8 durchsetzt, auf denen außerhalb der Schnittebene liegende und daher in Fig. 1 nicht zu sehende Sekundärwicklungen angeordnet sind. Die Anschlüsse 9 der nicht dargestellten Sekundärwicklungen des Stromwandleraktivteils 3 sind zu einem Niederspannungsklemmenkasten 10 herausgeführt.The primary winding 2 of the current transformer active part 3 is looped directly into the high-voltage circuit via the primary connections 4, 5. The window 6 enclosed by the primary winding 2 is penetrated by closed cores 7, 8, on which secondary windings are arranged that lie outside the cutting plane and are therefore not visible in Fig. 1. The connections 9 of the secondary windings of the current transformer active part 3 (not shown) are led out to a low-voltage terminal box 10.

Unterhalb des Stromwandleraktivteils 3 befindet sich der Spannungswandleraktivteil 11. Dieser besteht aus einem geschlossenen Eisenkern 12, auf dessen oberem Schenkel 13 eine Sekundärwicklung 14 aufgebracht ist, deren Anschlüsse 15 ebenfalls im Niederspannungsklemmenkasten 10 zugänglich sind. Auf der Sekundärwicklung 14 des Spannungswandleraktivteils 11 befindet sich dessen Primärwicklung 16. Ein Anschluß 17 der Primärwicklung 16 ist mit dem Primäranschluß 5 des Strom- und Spannungswandlers 1 verbunden, während der andere Anschluß der Primärwicklung 16 geerdet ist.The voltage transformer active part 11 is located below the current transformer active part 3. This consists of a closed iron core 12, on the upper leg 13 of which a secondary winding 14 is mounted, the connections 15 of which are also accessible in the low-voltage terminal box 10. The secondary winding 14 of the voltage transformer active part 11 has its primary winding 16 on it. One connection 17 of the primary winding 16 is connected to the primary connection 5 of the current and voltage transformer 1, while the other connection of the primary winding 16 is grounded.

Alle soeben angesprochenen Teile 2-17 des Strom- und Spannungswandlers 1 sind in einem massiven Körper 18 aus erhärtetem Gießharz eingebettet, so daß ausschließlich die Primäranschlüsse 4, 5 sowie der Niederspannungsklemmenkasten 10 von außen zugänglich sind.All of the parts 2-17 of the current and voltage transformer 1 mentioned above are embedded in a solid body 18 made of hardened cast resin, so that only the primary connections 4, 5 and the low-voltage terminal box 10 are accessible from the outside.

Der Gießharzkörper 18 hat etwa die Form eines Quaders. Gegenüber den etwa ebenen Begrenzungsflächen 19, 20 des etwa quaderförmigen Gießharzkörpers 18 kragen die Primäranschlüsse 4, 5 einerseits sowie der Niederspannungsklemmenkasten 10 andererseits hervor. Zum Schutz vor einer unerwünschten Berührung der spannungsführenden Leiter sind dieThe cast resin body 18 has the shape of a cuboid. The primary connections 4, 5 on the one hand and the low-voltage terminal box 10 on the other hand protrude from the approximately flat boundary surfaces 19, 20 of the approximately cuboid-shaped cast resin body 18. To protect against unwanted contact with the live conductors, the

&diams; ·&diams; ·

Anschlußelemente 4, 5, 10 mit einem isolierenden Stoff ummantelt. Bei der gezeichneten Ausführungsform sind die Ummantelungen 21, 22 ebenfalls aus Gießharz und mit dem Gießharzkörper 18 einstückig ausgeführt.
5Connection elements 4, 5, 10 are covered with an insulating material. In the embodiment shown, the coverings 21, 22 are also made of cast resin and are made in one piece with the cast resin body 18.
5

Der Gießharzkörper 18 sowie die Ummantelung 22 des Niederspannungsklemmenkastens 10 ist von einer Metallschicht 23 umschlossen. Obwohl hierfür auch eine durch Spritzverzinken aufgebrachte Schicht in Frage käme, ist die Metallschicht 23 bei dem Strom- und Spannungswandler 1 gem. Fig. 1 aus einem metallenen Gehäuse gebildet. Dieses kann intern direkt mit einem Erdungsanschluß verbunden sein, welcher sich beispielsweise im Niederspannungsklemmenkasten 10 befindet. Andererseits kann der Erdungsanschluß aber auch direkt an dem Metallgehäuse 23 angeordnet sein.The cast resin body 18 and the casing 22 of the low-voltage terminal box 10 are enclosed by a metal layer 23. Although a layer applied by spray galvanizing could also be used for this, the metal layer 23 in the current and voltage transformer 1 according to Fig. 1 is made of a metal housing. This can be connected internally directly to an earthing connection, which is located, for example, in the low-voltage terminal box 10. On the other hand, the earthing connection can also be arranged directly on the metal housing 23.

Von dem Metallgehäuse 23 nicht umschlossen sind die Ummantelungen 21 der Primäranschlüsse 4, 5. Diese Uramantelungen dienen zum Aufschieben einer buchsenartigen Ummantelung der kabelseitigen Steckerelemente. Die Ummantelungen 21 verjüngen sich von der Begrenzungsfläche 19 beginnend nach außen, d.h. zum betreffenden Primäranschluß 4, 5 hin, etwa konisch, um das Aufsetzen der kabelseitigen Steckerelemente zu vereinfachen. Die als Buchse ausgebildete Ummantelung der kabelseitigen Steckerelemente erweitert sich nach außen konisch, so daß in zusammengestecktem Zustand die konischen Flächen der beiden Ummantelungen flächig aneinander anliegen. Um eine vollständige, elektrisch wirksame Abdichtung der Fuge zwischen den beiden konischen Flächen 24 zu erreichen, kann an der Innenfläche der buchsenförmigen Ummantelung der kabelseitigen Steckerelemente eine isolierende, gleichzeitig aber elastische Silikonschicht aufgebracht sein. Diese dichtet einerseits die noch verbleibende Fuge ab, andererseits erzeugt sie eine hohe Reibungskraft undThe sheaths 21 of the primary connections 4, 5 are not enclosed by the metal housing 23. These primary sheaths are used to slide on a socket-like sheath of the cable-side plug elements. The sheaths 21 taper from the boundary surface 19 outwards, i.e. towards the relevant primary connection 4, 5, in a somewhat conical manner, in order to simplify the fitting of the cable-side plug elements. The sheath of the cable-side plug elements, designed as a socket, widens outwards in a conical manner, so that when plugged together the conical surfaces of the two sheaths lie flat against one another. In order to achieve a complete, electrically effective seal of the joint between the two conical surfaces 24, an insulating, but at the same time elastic, silicone layer can be applied to the inner surface of the socket-like sheath of the cable-side plug elements. On the one hand, this seals the remaining joint and on the other hand, it generates a high friction force and

gewährleistet somit eine gute Haftung zwischen den zusammengesteckten Ummantelungen 21.This ensures good adhesion between the assembled sheaths 21.

Der innere Aufbau der in Fig. 2 wiedergegebenen Strom- und Spannungswandler 25 unterscheidet sich kaum von dem inneren Aufbau des Meßwandlers 1. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Niederspannungsklemmenkästen 26 an der selben Begrenzungsfläche 27 des ebenfalls quaderförmigen Gießharzblocks angeordnet sind wie die Primäranschlüsse 28. Dadurch sind alle Anschlüsse 26, 28 des Meßwandlers 25 von einer Seite aus erreichbar, die beim Einbau in einen Schaltschrank beispielsweise dessen Tür zugewandt sein kann, um eine bequeme Verkabelung zu ermöglichen.The internal structure of the current and voltage transformers 25 shown in Fig. 2 differs little from the internal structure of the measuring transformer 1. The only difference is that the low-voltage terminal boxes 26 are arranged on the same boundary surface 27 of the cast resin block, which is also cuboid-shaped, as the primary connections 28. As a result, all connections 26, 28 of the measuring transformer 25 can be reached from one side, which, when installed in a control cabinet, can, for example, face the door of the cabinet to enable convenient cabling.

Auch hier sind ähnlich der Aus führungs form 1 die Primäranschlüsse 28 über die Begrenzungsfläche 27 herausgeführt und von einer sich nach außen konisch verjüngenden Ummantelung 29 umgeben. Der Gießharzblock jedes Strom- und Spannungswandlers 25 ist ebenfalls mit einer Metallschicht 30 versehen, die wie bei der Aus führungs form nach Fig. 1 aus einem Metallgehäuse gebildet ist.Here too, similar to embodiment 1, the primary connections 28 are led out over the boundary surface 27 and surrounded by a casing 29 that tapers conically outwards. The cast resin block of each current and voltage transformer 25 is also provided with a metal layer 30, which, as in the embodiment according to Fig. 1, is formed from a metal housing.

Aufgrund der zueinander parallelen Seitenflächen 31, 32 der Strom- und Spannungswandler 25 lassen diese sich in einer größeren Anzahl direkt nebeneinander anordnen und somit zu einer mehrphasigen Baugruppe kombinieren. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise die parallel geführten Leiter 33, 34 eines dreiphasigen Mittelspannungsnetzes an ein und derselben Stelle zur Einschleifung der Meßwandler 25 aufgetrennt werden können. Hierdurch ergibt sich eine besonders platzsparende und übersichtliche Anordnung. Wenn die Meßwandler 25 direkt nebeneinander befestigt sind, können die Niederspannungsklemmenkästen 26 aller Meßwandler 25 mittels eines einzigen Steckerelement 36 kontaktiertDue to the parallel side surfaces 31, 32 of the current and voltage transformers 25, these can be arranged directly next to one another in large numbers and thus combined to form a multi-phase assembly. This has the advantage that, for example, the parallel conductors 33, 34 of a three-phase medium-voltage network can be separated at one and the same point in order to loop in the measuring transformers 25. This results in a particularly space-saving and clear arrangement. If the measuring transformers 25 are attached directly next to one another, the low-voltage terminal boxes 26 of all measuring transformers 25 can be contacted using a single plug element 36.

werden. In Fig. 2 sind darüber hinaus die Ummantelungen 35 der kabelseitigen Verbindungselemente wiedergegeben, welche auf die steckerartigen Fortsätze 29 der Primäranschlüsse 28 aufgeschoben werden.In addition, Fig. 2 shows the sheaths 35 of the cable-side connecting elements, which are pushed onto the plug-like extensions 29 of the primary connections 28.

Claims

PROTECTION CLAIMS

1. Combined current and voltage transformer, in particular for medium voltage, whose active parts (2 - 17) are embedded in cast resin (18), characterized by a conductive layer (23; 30) on the outer surface (19, 20; 27, 31, 32) of the cast resin body (18), which is connected to the earth potential during operation.
10

2. Measuring transducer according to claim 1, characterized in that the conductive layer (23, 30) consists of metallic material.

3. Measuring transducer according to claim 2, characterized in that the metallic layer (23, 30) is formed from a zinc coating applied to the hardened cast resin body (18).

4. Measuring transducer according to claim 2, characterized in that the metallic layer (23, 30) is formed from a metal housing surrounding the cast resin body (18).

5. Measuring transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the primary connections (4, 5; 28) are designed as plug connections, the live parts of which are protected from contact by an almost complete sheath (21, 28) made of insulating material.

6. Measuring transducer according to claim 5, characterized in that the casing (21, 29) of the voltage-carrying parts of the primary connections (4, 5, 28) is made of cast resin.

The «

• &igr; it··•&igr; it··

and is formed in one piece with the cast resin body (18) enclosing the active parts (2 - 17) of the measuring transducer (1; 25).

Measuring transducer according to claim 5 or 6, characterized in that the insulating sheath (21; 29) of the primary connections (4, 5; 28) of the measuring transducer (1; 25) is designed as a plug element projecting over its outer surface (19; 27) which can be embraced by the sheath (35) of the cable-side connecting element.

8. Measuring transducer according to claim 7, characterized in that the casing (21; 29) of the primary connections (4, 5; 28) of the measuring transducer (1; 25), which projects like a plug over the outer surface (19; 27) of the measuring transducer (1; 25), tapers approximately conically towards the outside.

9. Measuring transducer according to claim 5 or 6, characterized in that the insulating sheath of the primary connections (4, 5; 28) is designed as a socket element into which the sheath of the cable-side connecting element can be inserted.

10. Measuring transducer according to claim 9, characterized in that the inner surface of the casing surrounding the primary connections (4, 5; 28) tapers inwards approximately conically.

11. Measuring transducer according to one of the preceding claims, characterized by a basic form that can be arranged in series with at least two side surfaces (31, 32) that are parallel to one another.

12. Measuring transducer according to claim 11, characterized in that no connections are arranged on two mutually parallel side surfaces (31, 32), with the exception of at most one earth connection each.

13. Measuring transducer according to one of the preceding claims, characterized by approximately flat boundary surfaces (19, 20; 27, 31, 32) of the housing.

14. Measuring transducer according to claim 13, characterized in that the primary connections (4, 5; 28) are arranged on one and the same side (19; 27) of the measuring transducer (1; 25).

15. Measuring transducer according to claim 14, characterized in that the secondary connections (26) are arranged on the same side (27) of the measuring transducer (25) as the primary connections (28).

16. Measuring transducer according to claim 15, characterized in that fastening elements are provided on the side of the measuring transducer (25) opposite the connections (26, 28).

• ··