EP4308941A1 - Messvorrichtung für einen stromwandler - Google Patents

Messvorrichtung für einen stromwandler

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EP4308941A1
EP4308941A1 EP22717559.3A EP22717559A EP4308941A1 EP 4308941 A1 EP4308941 A1 EP 4308941A1 EP 22717559 A EP22717559 A EP 22717559A EP 4308941 A1 EP4308941 A1 EP 4308941A1
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EP
European Patent Office
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core
measuring device
conductor
current
protective element
Prior art date
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Pending
Application number
EP22717559.3A
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English (en)
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Inventor
Erik Winkelmann
Iaroslav SHEVCHENKO
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
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    • G—PHYSICS
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (2) für einen Stromwandler (4), wobei die Messvorrichtung (2) einen umlaufenden Kern (6), eine Messspule (8) und einen Referenzanschluss (10) aufweist. Die Messspule (8) ist von einem um den Kern (6) gewickelten Stromleiter (12) gebildet, der sich von einem ersten Leiterende (14) zu einem zweiten Leiterende (16) erstreckt. Der Referenzanschluss (10) ist mittig zwischen dem ersten Leiterende (14) und dem zweiten Leiterende (16) elektrisch leitend mit dem Stromleiter (12) verbunden. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Stromwandler (4), der eine Messvorrichtung (2) und einen Differenzverstärker (36) aufweist.

Description

Messvorrichtung für einen Stromwandler
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für einen Stromwandler.
Stromwandler sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Stromwandler weist eine Messvorrichtung auf. Mittels der Messvorrichtung kann ein primärer Strom durch eine elektrische, primäre Stromleitung kontaktlos erfasst werden. Die primäre Stromleitung kann beispielsweise von einem Kabel, insbesondere einem Kupferkabel, gebildet sein, durch das der primäre Strom fließt. Um den primären Strom mittels der Messvorrichtung des Stromwandlers zu erfassen, wird die primäre Stromleitung durch die Messvorrichtung hindurchgeführt. In einer bekannten Ausgestaltung weist die Messvorrichtung einen umlaufenden, ringförmigen Kern auf, wobei eine Messspule der Messvorrichtung von einem um den Kern gewickelten Stromleiter gebildet ist. Dieser Stromleiter kann auch als eine sekundäre Stromleitung der Messvorrichtung bezeichnet sein. In dem genannten Beispiel kann die primäre Stromleitung durch den vom Kern gebildeten Innenraum hindurchgeführt sein. Der durch die primäre Stromleitung fließende, primäre Strom verursacht durch elektromagnetische Induktion einen sekundären Strom in der sekundären Stromleitung der Messvorrichtung. Der sekundäre Strom ist kleiner als der primäre Strom, und zwar vorzugsweise umgekehrt proportional zum Verhältnis der Windungszahl der primären Stromleitung zu der Windungszahl der sekundären Stromleitung.
Bei der praktischen Verwendung eines Stromwandlers wurde festgestellt, dass elektromagnetische Störfelder den sekundären Strom beeinflussen können. Mit anderen Worten kann der sekundäre Strom eine durch Störungen verursachte Komponente aufweisen. Diese Komponente kann auch als Störkomponente des sekundären Stroms bezeichnet sein. Die Störkomponente reduziert die Messgenauigkeit, mit der der primäre Strom mittels des Stromwandlers erfasst werden kann.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung für einen Stromwandler bereitzustellen, die eine gegenüber Störgrößen möglichst robuste Erfassung eines Stroms erlaubt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorgesehen ist also eine Messvorrichtung für einen Stromwandler, wobei die Messvorrichtung einen umlaufenden Kern, eine Messspule und einen Referenzanschluss aufweist. Die Messspule ist von einem um den Kern gewickelten Stromleiter gebildet, der sich von einem ersten Leiterende zu einem zweiten Leiterende erstreckt. Der Referenzanschluss ist mittig zwischen dem ersten Leiterende und dem zweiten Leiterende elektrisch leitend mit dem Stromleiter verbunden. Vorzugsweise ist die Messspule elektrisch gegenüber dem Kern isoliert. So kann der Stromleiter beispielsweise gegenüber dem Kern elektrisch isoliert sein.
Die Messvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen Teil eines Stromwandlers zu bilden. So kann die Messvorrichtung mittels der zugehörigen Leiterenden (erstes und zweites Leiterende) mit weiteren Teilen des Stromwandlers elektrisch verbunden sein.
Der um den Kern gewickelte Stromleiter der Messvorrichtung kann als die sekundäre Stromleitung bezeichnet und/oder ausgebildet sein. Ein durch den um den Kern gewickelten Stromleiter fließender Strom kann als Sekundärstrom oder sekundärer Strom bezeichnet sein. Wenn ein primärer Stromleiter durch den vom Kern gebildeten Innenraum geführt wird und ein primärer Strom durch den primären Stromleiter fließt, verursacht dieser primäre Strom durch elektromagnetische Induktion den sekundären Strom im Stromleiter der Messvorrichtung. Die Induktion erfolgt dabei vorzugsweise über die gesamte Länge des Stromleiters der Messvorrichtung. Der mittig zwischen dem ersten Leiterende und dem zweiten Leiterende elektrisch mit dem Stromleiter der Messvorrichtung verbundene Referenzanschluss dient vorzugsweise dazu, ein differenzielles Signal an den beiden Leiterenden zu erzeugen, wenn die zuvor genannte elektromagnetische Induktion zu einem Sekundärstrom in dem Stromleiter der Messvorrichtung führt. Der Referenzanschluss kann mit einem vorbestimmten, elektrischen Spannungspotenzial, das auch als Referenzspannungspotenzial bezeichnet wird, gekoppelt sein. Das an den beiden Leiterenden erzeugte Spannungssignal bezieht sich sodann auf das vom Referenzanschluss vorbestimmte, Referenzspannungssignal. Ist der Referenzspannungsanschluss beispielsweise mit Erdpotenzial verbunden, so wird an dem ersten Leiterende beispielsweise ein positiver Strom durch die elektromagnetische Induktion verursacht, wohingegen am zweiten Leiterende ein negativer Strom durch die elektromagnetische Induktion verursacht wird, oder umgekehrt. Das Spannungspotenzial an den beiden Leiterenden ist ebenfalls unterschiedlich. Wenn das Referenzspannungspotenzial wieder als das Erdpotenzial angenommen wird, kann das Spannungspotenzial an dem ersten Leiterende ein umgekehrtes Vorzeichen zu dem Spannungspotenzial am zweiten Leiterende aufweisen. Grundsätzlich ist das Referenzspannungspotenzial nicht zwingend das Erdpotenzial. Vielmehr kann an dem Referenzanschluss ein beliebiges Spannungspotenzial angelegt werden.
Elektromagnetische Störungen, die von außen auf die Messvorrichtung, und insbesondere auf die Messspule wirken, können einen Gleichtakt-Störstrom in der Messspule verursachen. Die mittige Anordnung des Referenzanschlusses bewirkt, dass der Störstrom gleichmäßig auf die beiden Teillängen des um den Kern gewickelten Stromleiters aufgeprägt wird. Mit den Teillängen ist die erste Teillänge des Stromleiters, die sich von dem Referenzanschluss zu dem ersten Leiterende erstreckt, und die zweite Teillänge des Stromleiters, die sich von dem Referenzanschluss zu dem zweiten Leiterende erstreckt, gemeint. Wird die Messvorrichtung mit einem Differenzverstärker des Stromwandlers gekoppelt, um den sekundären Strom des Stromleiters der Messvorrichtung zu ermessen, so verursacht der Gleichtakt-Störstrom keine oder nur eine kleine Störkomponente am Ausgang des Differenzverstärkers. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers ist somit aufgrund des mittig angeordneten Referenzanschlusses nicht oder nur wenig von den auf die Messvorrichtung einwirkenden, elektromagnetischen Störungen beeinflusst. Die Messvorrichtung trägt somit dazu bei, dass der Primärstrom einer primären Stromleitung mittels eines Stromwandlers, der die Messvorrichtung umfasst, robust gegenüber von außen auf die Messvorrichtung einwirkenden, elektromagnetischen Störungen erfasst werden kann.
Die mittige Anordnung des Referenzanschlusses zwischen dem ersten Leiterende und dem zweiten Leiterende kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung bedeuten, dass die erste Teillänge des Stromleiters, die sich von dem Referenzanschluss zu dem ersten Leiterende erstreckt, und die zweite Teillänge des Stromleiters, die sich von dem Referenzanschluss zu dem zweiten Leiterende erstreckt, gleich sind oder eine Abweichung von maximal 5 % oder maximal 10 % haben. So darf die erste Teillänge beispielsweise maximal 5 % oder maximal 10 % länger sein als die zweite Teillänge, oder umgekehrt.
Vorzugsweise ist der Stromleiter der Messvorrichtung von einem elektrisch leitfähigen Draht gebildet. Der Draht kann beispielsweise als ein Kupferdraht ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist der Kern der Messvorrichtung als ein im Außenquerschnitt kreisrunder Kern oder als ein im Außenquerschnitt rechteckförmiger Kern ausgebildet. Der Kern der Messvorrichtung kann auch als Ringkern ausgebildet und/oder bezeichnet sein. Vorzugsweise bildet der Kern der Messvorrichtung einen in Umfangsrichtung des Kerns umlaufenden Ring, insbesondere nach Art eines Toroids. Der Ring kann auch als rechteckförmiger Ring ausgebildet sein.
Der Stromleiter kann derart um den Kern gewickelt sein, dass mehrere Wicklungsabschnitte gebildet sind, die mittels des Stromleiters in Reihe geschaltet sind und dadurch zusammen die Messspule bilden. Die Messspule kann auch als Messwicklung bezeichnet und/ oder als solche ausgebildet sein. Jeder Wicklungsabschnitt umfasst vorzugsweise mehrere Windungen des Stromleiters. Vorzugsweise ist die Messspule ausschließlich von dem ununterbrochenen, um den Kern gewickelten Stromleiter gebildet.
Vorzugsweise ist die Messspule der Messvorrichtung durch mindestens zwei symmetrisch angeordnete Wicklungsabschnitte gebildet. Grundsätzlich können auch weitere Wicklungsabschnitte vorgesehen sein. Die Wicklungsabschnitte sind vorzugsweise derart in Umfangsrichtung des Kerns verteilt, sodass der Stromleiter in Umfangsrichtung des Kerns gleichmäßig verteilt um den Kern gewickelt ist. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Messspule beispielsweise von vier Wicklungsabschnitten gebildet ist. Die Wicklungsabschnitte sind in Reihe geschaltet und bilden dadurch die Messspule. Der Stromleiter erstreckt sich dabei von Wicklungsabschnitt zu Wicklungsabschnitt. Der Referenzanschluss kann zwischen zwei der mehreren Wicklungsabschnitte der Messspule mit dem Stromleiter verbunden sein. Dies erleichtert eine besonders präzise mittige Anordnung des Referenzanschlusses zwischen dem ersten Leiterende und dem zweiten Leiterende des Stromleiters.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Referenzanschluss derart mit dem Stromleiter elektrisch verbunden ist, so dass eine erste Impedanz des Stromleiters zwischen dem Referenzanschluss und dem ersten Leiterende und eine zweite Impedanz des Stromleiters zwischen dem Referenzanschluss und dem zweiten Leiterende gleich sind oder eine maximale Abweichung von 5 % oder 1 % haben. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt vorgesehen, dass die maximale Abweichung der Impedanzen der ersten und zweiten Teillängen des Stromleiters maximal 5 % beträgt. Vorzugsweise hat der Stromleiter einen zumindest im Wesentlichen konstanten Durchmesser. Durch die zuvor genannte Beschränkung in Bezug auf die Abweichung der Impedanzen kann damit besonders vorteilhaft gewährleistet werden, dass ein von außen auf die Messvorrichtung wirkendes, elektromagnetisches Störsignal gleich auf die beiden Teillängen des Stromleiters verteilt wird, sodass in jedem der beiden Stromleiter die gleiche Störkomponente eingeprägt wird. Diese Störkomponenten bewirken einen Gleichtakt-Störstrom, der an einem Differenzverstärker als ein Gleichtaktsignal nicht verstärkt wird oder allenfalls zu einer geringen Störung am Ausgang des Differenzverstärkers führt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Referenzanschluss mit einem vorbestimmten, elektrischen Referenzpotential verbunden ist. Das Referenzpotential kann beispielsweise eine vorbestimmte, elektrische Spannung sein oder durch das Erdpotential gebildet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messspule zu einer Radialebene des Kerns symmetrisch verteilt angeordnet ist. Von dem umlaufenden Kern ist vorzugsweise eine mittige Öffnung gebildet. In einer Durchgangsrichtung durch diese mittige Öffnung des Kerns kann eine Längsachse des Kerns verlaufen. Die Durchgangsrichtung wird deshalb auch als Axialrichtung des Kerns bezeichnet. Eine Radialrichtung des Kerns ist senkrecht zur Axialrichtung des Kerns. Dies gilt vorzugsweise auch dann, wenn der Kern nicht als ein kreisrunder Kern ausgebildet ist, sondern wenn der Kern beispielsweise im Querschnitt rechteckförmig ist. Die Radialebene des Kerns wird vorzugsweise von der Axialrichtung des Kerns und der Radialrichtung des Kerns aufgespannt. Die symmetrische Verteilung der Messspule zu der Radialebene des Kerns bietet den Vorteil, dass die elektrischen Eigenschaften der ersten Teillänge des Stromleiters und die elektrischen Eigenschaften der zweiten Teillänge des Stromleiters zumindest im Wesentlichen gleich sind oder allenfalls eine Abweichung von maximal 5 % haben. So ist es beispielsweise möglich, dass die symmetrische Verteilung dazu beiträgt, dass die erste und zweite Impedanz gleich sind oder eine maximale Abweichung von 5 % haben. Entsprechendes kann für die Längen, elektrischen Widerstände und/oder die Windungsanzahlen der ersten und zweiten Teillänge des Stromleiters gelten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kern magnetisches, insbesondere ferromagnetisches, und/oder amorphes Material aufweist oder davon gebildet ist. Vorzugsweise besteht der Kern zu mindestens 80 %, 90 % oder 95 % aus magnetischem, insbesondere ferromagnetischem Material. Der übrige Teil des Kerns kann von einem nicht-ferromagnetischen Material oder Stoff gebildet sein. Eisen, Kobalt und Nickel sind ferromagnetisch. Sie bilden deshalb beispielhafte, magnetische bzw. ferromagnetische Metalle. Das magnetische Material des Kerns kann von einem oder mehreren magnetischen Metallen gebildet sein. Besonders bevorzugt ist das magnetische Material des Kerns zu mindestens 80 %, 90 % oder 95 % durch MgZn-Ferrit gebildet. Das Material des Kerns kann außerdem als amorphes Material ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn sich das Material des Kerns, in dem sich ein magnetischer Kreis ausbildet, von ferromagnetischem und/oder amorphen Material gebildet ist. Unter magnetischem Material wird vorzugsweise magnetisierbares Material verstanden. Dieses Material muss nicht dazu ausgebildet sein, um ein Magnetfeld zu verursachen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kern mehrteilig ausgestaltet ist. So kann der Kern beispielsweise von mehreren Teilen gebildet sein. Ein erster Teil des Kerns kann beispielsweise als ein im Querschnitt C-förmiger Teil ausgebildet sein. Ein zweiter Teil des Kerns kann beispielsweise als ein Querschnitt I- förmiger Teil ausgebildet sein. Der I-förmige Teil kann derart an dem C-förmigen Teil angeordnet sein, sodass die beiden Teile des Kerns einen im Querschnitt rechteckförmig umlaufenden Kern bilden, der einen seitlich offenen Innenraum umschließt. Die Teile des Kerns können in direktem Kontakt zueinander angeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messspule mehrteilig ausgestaltet ist. Die Messspule ist grundsätzlich von dem um den Kern gewickelten Stromleiter gebildet. Der Stromleiter erstreckt sich ununterbrochen von dem ersten Leiterende zu dem zweiten Leiterende. Jedoch kann der Stromleiter mindestens eine lösbare Verbindungsstelle umfassen. Vorzugsweise umfasst der Stromleiter mehrere, lösbare Verbindungsstellen. An jeder Verbindungsstelle kann die durchgehende Verbindung des Stromleiters beispielsweise zur Montage der Messvorrichtung unterbrochen und wiederhergestellt werden. Der Stromleiter kann derart um den Kern gewickelt sein, dass mehrere Wicklungsabschnitte gebildet sind, die mittels des Stromleiters in Reihe geschaltet sind und dadurch zusammen die Messspule bilden. Die Messspule kann beispielsweise drei Wicklungsabschnitte aufweisen. Der erste Wicklungsabschnitt der Messspule kann beispielsweise derart von dem Stromleiter gebildet sein, dass sich der Stromleiter im ersten Wicklungsabschnitt von dem ersten Leiterende zu einem ersten Verbindungsende erstreckt. Der zweite Wicklungsabschnitt der Messspule kann beispielsweise derart von dem Stromleiter gebildet sein, dass sich der Stromleiter im zweiten Wicklungsabschnitt von einem zweiten Verbindungsende zu einem dritten Verbindungsende erstreckt. Der dritte Wicklungsabschnitt der Messspule kann beispielsweise derart von dem Stromleiter gebildet sein, dass sich der Stromleiter im dritten Wicklungsabschnitt von einem vierten Verbindungsende zu dem zweiten Leiterende erstreckt. Eine erste, lösbare Verbindungsstelle des Stromleiters kann beispielsweise durch das erste und zweite Verbindungsende gebildet sein, die lösbar miteinander verbunden sind. Eine zweite, lösbare Verbindungsstelle des Stromleiters kann beispielsweise durch das dritte und vierte Verbindungsende gebildet sein, die lösbar miteinander verbunden sind. Durch die beiden Verbindungsstellen wird gewährleistet, dass sich der Stromleiter durchgehend und/oder ununterbrochen von dem ersten Leiterende zu dem zweiten Leiterende erstreckt. Insbesondere für die Montage oder zu Herstellungszwecken kann der Stromleiter an den Verbindungsstellen unterbrochen sein. So hat es sich beispielsweise als vorteilhaft herausgestellt, wenn der erste und dritte Wicklungsabschnitt des Stromleiters an dem C-förmigen Teil des Kerns angeordnet sind. So kann der den ersten Wicklungsabschnitt bildende Teil des Stromleiters um einen ersten Schenkel des C-förmigen Teils des Kerns gewickelt sein. Ein den dritten Wicklungsabschnitt bildender Teil des Stromleiters kann um einen zweiten Schenkel des C-förmigen Teils des Kerns gewickelt sein Ein den zweiten Wicklungsabschnitt bildender Teil des Stromleiters kann um den I-förmigen Teil des Kerns gewickelt sein. Werden der C-förmige Teil und der I-förmige Teil des Kerns derart zueinander angeordnet, dass sich der umlaufende Kern bildet, so kann es außerdem vorgesehen sein, dass das erste und zweite Verbindungsende verbunden werden/sind, um die erste, lösbare Verbindungsstelle des Stromleiters zu bilden. Außerdem können das dritte und vierte Verbindungsende miteinander verbunden werden/sein, um die zweite, lösbare Verbindungsstelle des Stromleiters zu bilden. Sind die beiden Verbindungsstellen hergestellt, erstreckt sich der um den umlaufend ausgebildeten Kern gewickelte Stromleiter von dem ersten Leiterende zu dem zweiten Leiterende.
Die Messspule kann auch als Messwicklung bezeichnet und/oder als solche ausgebildet sein. Jeder Wicklungsabschnitt umfasst vorzugsweise mehrere Windungen des Stromleiters. Vorzugsweise ist die Messspule ausschließlich von dem ununterbrochenen, um den Kern gewickelten Stromleiter gebildet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kern mindestens einen Abschnitt mit einer Mehrzahl von magnetischen Platten aufweist, die gegenüberliegend, insbesondere parallel, zueinander angeordnet und von Platte zu Platte jeweils durch einen Spalt beabstandet sind. Vorzugsweise sind die magnetischen Platten als ferromagnetische Platten ausgebildet. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, dass das möglicherweise auftretende Problem einer Sättigung des Kerns bei einem primären Strom durch die primäre Stromleitung mit einer Frequenz gleich oder höher als die Betriebsfrequenz verhindert werden kann, wenn die magnetische Permeabilität des Kerns klein ist. Die Betriebsfrequenz ist beispielsweise kleiner als 100 Hz. Um eine Absenkung der magnetischen Permeabilität des Kerns zu erreichen, sind deshalb die mehreren Spalte zwischen den Platten vorgesehen. Die mehreren Spalte verursachen die Absenkung der magnetischen Permeabilität des Kerns, was das Problem der Sättigung des Kerns verhindern kann. Zu berücksichtigen ist, dass der Kern in dieser Ausgestaltung von der Mehrzahl der magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten und den Spalten gebildet ist. Vorzugsweise ist jeder Spalt zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten Platten jeweils derart ausgestaltet, dass die Platten berührungsfrei zueinander angeordnet sind und/oder der maximale Abstand zwischen den Platten kleiner als l mm, kleiner als 0,5 mm, oder kleiner als 0,1 mm ist. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den berührungsfrei zueinander angeordneten Platten jeweils zwischen 0,02 mm und 0,08 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,06 mm. Jeder Spalt kann als ein nicht-magnetischer oder nicht-ferromagnetischer Spalt bezeichnet und/oder ausgestaltet sein. Vorzugsweise sind die Spalte zu der Radialebene des Kerns symmetrisch verteilt angeordnet. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Platten des Kerns zu der Radialebene des Kerns symmetrisch verteilt angeordnet sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kern mehrere Abschnitte mit jeweils einer Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten aufweist, wobei die Platten des jeweiligen Abschnitts gegenüberliegend, insbesondere parallel, zueinander und in direktem Kontakt von Platte zu Platte angeordnet sind, und wobei die Abschnitte des Kerns hintereinander angeordnet und von Abschnitt zu Abschnitt durch einen Spalt beabstandet sind. Ein im Querschnitt rechteckförmiger Kern kann vier Kanten (z.B. zwei parallele Horizontalkanten und zwei parallele Vertikalkanten) aufweisen. Mindestens eine der Kanten kann in mindestens zwei Teile unterteilt sein. Somit kann der im Querschnitt rechteckförmige Kern beispielsweise fünf Abschnitte, jeweils mit einer Mehrzahl von Platten, aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass der Kern eine kleinere oder größere Anzahl von Abschnitten aufweist. So kann jede Kante des Kerns wiederum in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt sein. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Platten eines jeweiligen Abschnitts in direktem Kontakt von Platte zu Platte und somit hintereinander angeordnet sind. In einer Kante können mehrere Abschnitte, die jeweils eine Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten aufweisen, hintereinander angeordnet sein, wobei die Abschnitte von Abschnitt zu Abschnitt durch einen jeweiligen Spalt beanstandet sind. Jeder Spalt trennt die an einem angrenzenden Ende eines Abschnitts angeordnete Platte von einer gegenüberliegenden Platte des nachfolgenden Abschnitts. Innerhalb jedes Abschnitts ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Platten spaltfrei hintereinander angeordnet sind. Jeder Abschnitt kann beispielsweise zwischen zwei Platten und 50 Platten, insbesondere zwischen fünf Platten und 30 Platten, vorzugsweise zwischen fünf Platten und 15 Platten umfassen. Anzumerken ist, dass der Kern eine große Anzahl von Abschnitten aufweisen kann, wobei sich die zuvor genannten Merkmale der Abschnitte insbesondere nur auf eine Teilmenge dieser größeren Anzahl der Abschnitte bezieht. Es ist aber auch möglich, dass sich die zuvor genannten Merkmale auf jeden Abschnitt des Kerns beziehen. Für den von Abschnitt zu Abschnitt ausgebildeten Spalt wird auf die vorteilhaften Erläuterungen, bevorzugten Merkmale, Effekte und Vorteile in analoger Weise Bezug genommen, wie sie zuvor für den Spalt von Platte zu Platte erläutert worden sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Spalt als ein Luftspalt ausgebildet ist oder in jeden Spalt ein Abstandshalter eingebracht ist. Sofern ein Abstandshalter in einen Spalt eingebracht ist, kann der jeweilige Spalt vollständig von dem Abstandshalter gebildet sein. Jeder Abstandshalter kann aus Papier, insbesondere Hartpapier, oder Kunststoff, insbesondere Glasfaser-Kunststoff, gebildet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Abstandshalter von einem nicht-ferromagnetischen Material gebildet ist. Dadurch kann das mögliche Problem der Sättigung des Kerns verringert oder sogar verhindert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Platten jedes von einem Spalt beabstandeten Plattenpaars kontaktfrei mit einem Plattenabstand zwischen mindestens o,ooi mm und maximal 0,7 mm zueinander beabstandet angeordnet sind. Dadurch wird ein magnetischer Fluss, der bei Stromfluss durch die primäre Stromleitung entsteht, verlustarm gebündelt und geführt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messvorrichtung eine erste Abschirmung aufweist, die ein erstes Schutzelement und vorzugsweise ein zweites Schutzelement aufweist. Die erste Abschirmung kann auch als erste Abschirmungsvorrichtung bezeichnet sein und/oder als solche ausgebildet sein. Die erste Abschirmung bildet einen Teil der Messvorrichtung. Die erste Abschirmung kann ausschließlich von dem ersten Schutzelement gebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass die erste Abschirmung zusätzlich zu dem ersten Schutzelement noch weitere Teile, insbesondere das zweite Schutzelement, umfasst. Die erste Abschirmung kann dazu dienen und/oder ausgebildet sein, um elektromagnetische Störungen, die von außen auf die Messvorrichtung wirken, abzuhalten und/oder zu dämpfen. Außerdem kann es vorgesehen sein, dass die erste Abschirmung ausgebildet ist, um elektromagnetische Felder daran zu hindern, die erste Abschirmung zu durchdringen und als elektromagnetische Störung ins Umfeld zu emittieren. Das erste Schutzelement ist vorzugsweise als ein Abschirmungsblech oder als ein Abschirmungsgitter ausgebildet. Die erste Abschirmung kann das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement aufweisen und/oder von diesen Schutzelementen vollständig gebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass die erste Abschirmung allein von dem zweiten Schutzelement gebildet ist. Das zweite Schutzelement ist vorzugsweise als ein Abschirmungsblech oder als ein Abschirmungsgitter ausgebildet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Schutzelement als ein elektrisch leitfähiges, außenseitig zu dem Kern und der Messspule angeordnetes sowie in Umfangsrichtung des Kerns zumindest im Wesentlichen vollständig umlaufendes Schutzelement ausgebildet ist. Das erste Schutzelement ist vorzugsweise in Radialrichtung außenseitig zu dem Kern und/ oder der Messspule angeordnet. Vorzugsweise weist das erste Schutzelement keinen direkten Kontakt zu der Messspule und/ oder dem Kern auf. Vielmehr ist es bevorzugt vorgesehen, dass das erste Schutzelement beabstandet zu der Messspule und/oder dem Kern ist. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass das erste Schutzelement elektrisch leitfähig ist. Von dem ersten Schutzelement kann somit zumindest ein Teil eines Käfigs, insbesondere eines faradayschen Käfigs, gebildet sein, der außenseitig zum Kern angeordnet ist und in Umfangsrichtung den Kern zumindest im Wesentlichen vollständig umläuft. Das erste Schutzelement bietet für die Messspule und/oder den Kern einen Schutz vor elektromagnetischen Störungen. Vorzugsweise ist das erste Schutzelement in Umfangsrichtung an einer Stelle unterbrochen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das erste Schutzelement in Umfangsrichtung des Kerns vollständig und/oder ununterbrochen umlaufend ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Schutzelement als ein elektrisch leitfähiges, innenseitig zu dem Kern und der Messspule angeordnetes sowie in Umfangsrichtung des Kerns zumindest im Wesentlichen vollständig umlaufendes Schutzelement ausgebildet ist. Das zweite Schutzelement ist vorzugsweise in Radialrichtung innenseitig zu dem Kern und/oder der Messspule angeordnet. So kann das zweite Schutzelement zumindest teilweise oder vollständig in dem Innenraum angeordnet sein, der von dem Kern der Messvorrichtung umschlossen ist. Vorzugsweise weist das zweite Schutzelement keinen direkten Kontakt zu der Messspule und/ oder dem Kern auf. Vielmehr ist es bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Schutzelement beabstandet zu der ersten Messspule und/ oder dem Kern ist. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Schutzelement elektrisch leitfähig ist. Von dem zweiten Schutzelement kann somit zumindest ein Teil eines Käfigs, insbesondere eines faradayschen Käfigs, gebildet sein, der im Innenraum des Kerns angeordnet und/oder in Umfangsrichtung des Kerns zumindest im Wesentlichen vollständig umlaufend ausgebildet ist. Das erste Schutzelement bietet für die Messspule und/oder den Kern einen Schutz vor elektromagnetischen Störungen. Vorzugsweise ist das zweite Schutzelement in Umfangsrichtung an einer Stelle unterbrochen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das zweite Schutzelement in Umfangsrichtung des Kerns vollständig und/ oder ununterbrochen umlaufend ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Abschirmung als eine in Umfangsrichtung des Kerns umlaufende, ringförmige Abschirmung ausgebildet ist, die den Kern und die Messspule zumindest im Wesentlichen schlauchförmig umschließt, wobei die ringförmige Abschirmung von zwei jeweils in Umfangsrichtung des Kerns umlaufenden, schalenförmigen Schutzelementen gebildet ist, die das erste und zweite Schutzelement bilden. Vorzugsweise ist die senkrecht zur Umfangsrichtung ausgerichtete Querschnittsfläche der ringförmigen Abschirmung rechteckförmig, insbesondere quadratisch. Indem der Kern und die Messspule zumindest im Wesentlichen schlauchförmig von der ringförmigen Abschirmung umschlossen sind, kann eine besonders wirkungsvolle Abschirmung vor elektromagnetischen Störungen erreicht werden. Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die ringförmige Abschirmung rechteckförmig umlaufend ausgebildet ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kern als ein rechteckförmig umlaufender Kern ausgebildet ist. Die ringförmige Abschirmung ist vorzugsweise in einer Trennungsebene geteilt, in der die Umfangsrichtung des Kerns umläuft. Durch die Teilung der ringförmigen Abschirmung in der Trennungsebene werden durch die ringförmige Abschirmung das erste und zweite, jeweils in Umfangsrichtung umlaufende und schalenförmige Schutzelement gebildet. In der Trennungsebene sind das erste und zweite Schutzelement vorzugsweise lösbar miteinander verbunden. Es ist aber auch möglich, dass das erste und zweite Schutzelement in der Trennungsebene unlösbar miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt sind. Die ringförmige Abschirmung mit den beiden schalenförmigen Schutzelementen bietet den Vorteil, dass jedes der beiden schalenförmigen Schutzelemente von gegenüberliegenden Seiten über den Kern und die Messspule geschoben werden kann, sodass sich die beiden schalenförmigen Schutzelemente in der Trennebene berühren, um hier einen elektrischen und/oder mechanischen Kontakt herstellen zu können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Außenkontur der ringförmigen Abschirmung und/oder jedes schalenförmigen Schutzelements rechteckförmig ist, und/oder wobei eine durch die ringförmige Abschirmung und/oder durch jedes schalenförmige Schutzelement gebildete Innenkontur rechteckförmig ist. Wie zuvor ausgeführt, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die ringförmige Abschirmung den Kern und die Messspule schlauchförmig umschließt. In der Praxis hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kern rechteckförmig umlaufend ausgebildet ist. Um dieser rechteckförmig umlaufenden Kontur zu folgen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Außenkontur der ringförmigen Abschirmung, und somit vorzugsweise auch die Außenkontur jedes der beiden schalenförmigen Schutzelemente rechteckförmig ist. Von dem rechteckförmig umlaufenden Kern der Messvorrichtung wird ein Innenraum gebildet, der zu gegenüberliegenden Seiten offen ist. In diesem Innenraum können die beiden ebenfalls in Umfangsrichtung umlaufenden, schalenförmigen Schutzelemente eingreifen. Es hat sich deshalb als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Innenkontur der ringförmigen Abschirmung und/oder die Innenkontur jedes der beiden schalenförmigen Schutzelemente rechteckförmig ist. Denn in diesem Fall ist der zwischen den beiden, gegenüberliegenden Seiten weiterhin offene Durchgangsbereich des Innenraums besonders groß.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement elektrisch miteinander verbunden sind oder integral als ein gemeinsames Schutzelement ausgebildet sind. Sofern das erste und zweite Schutzelement elektrisch miteinander verbunden sind, können das erste und zweite Schutzelement einen faradayschen Käfig bilden, der den Kern und die Messspule vor elektromagnetischen Störungen schützt. Sind das erste und zweite Schutzelement integral ausgebildet oder derart lösbar miteinander verbunden, dass sie einen elektrischen Kontakt zueinander haben, so ist es möglich, dass das erste und zweite Schutzelement ein gemeinsames Schutzelement bilden. Das gemeinsame Schutzelement kann nach Art eines Torus in Umfangsrichtung des Kerns verlaufen, sodass der Kern und die Messspule innerhalb eines von dem Schutzelement gebildeten Innenraums angeordnet sind. Der von dem gemeinsamen Schutzelement gebildete Innenraum muss nicht zwingend geschlossen sein. So ist es beispielsweise möglich, dass das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement jeweils von einem Gitter gebildet sind, sodass auch das gemeinsame Schutzelement von einem gemeinsamen Gitter oder von zwei Gittern gebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Abschirmung elektrisch mit dem Referenzanschluss verbunden ist. So kann der Referenzanschluss mit dem ersten Schutzelement und/oder dem zweiten Schutzelement elektrisch verbunden sein. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Referenzanschluss mit Erdpotenzial gekoppelt ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Schutzabstand zwischen einerseits dem Kern und/oder der Messspule und andererseits dem mindestens einen Schutzelement der ersten Abschirmung derart vorbestimmt ist, sodass eine vorbestimmte, elektrische Kapazität zwischen einerseits dem Kern und/oder der Messspule und andererseits der ersten Abschirmung ausgebildet ist. Die elektrische Kapazität hat Einfluss auf die Übertragungsfunktion zwischen der Messvorrichtung und einem Differenzverstärker des Stromwandlers. So kann die elektrische Kapazität beispielsweise eine Grenzfrequenz einer Tiefpasscharakteristik der Übertragungsfunktion bestimmen oder zumindest Einfluss darauf haben. Durch die vorbestimmte Wahl des Schutzabstands ist die elektrische Kapazität einstellbar und/oder vorbestimmt. Dadurch lässt sich außerdem die Grenzfrequenz für die Übertragungsfunktion bestimmen. Mit einer geeigneten Wahl der Grenzfrequenz ist es deshalb möglich, hochfrequentes Rauschen oder hochfrequente Störsignale zu dämpfen, wohingegen niederfrequente Nutzsignale von der Messvorrichtung an den Differenzverstärker übertragen werden. Mittels der Messvorrichtung ist es deshalb möglich, den primären Strom in einem primären Stromleiter robust gegenüber hochfrequenten Störsignalen mittels des Stromwandlers zu erfassen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messvorrichtung zusätzlich als Einspeisevorrichung betätigbar ist, derart, dass ein Strom in einen durch den vom Kern gebildeten Innenraum geführten primären Stromleiter eingespeist wird.
Um den Strom mittels der in diesem Fall als Einspeisevorrichtung fungierenden Messvorrichtung des Stromwandlers in den primären Stromleiter einzuspeisen, wird die primäre Stromleitung durch die Messvorrichtung hindurchgeführt und ein Strom in den um den Kern gewickelten Stromleiter eingekoppelt. Der durch den Stromleiter fließende Strom verursacht durch elektromagnetische Induktion einen Strom in dem primären Stromleiter, der durch die Messvorrichtung hindurchgeführt ist. Somit ist es möglich mittels ein und derselben Messvorrichtung sowohl einen durch den primären Stromleiter fließenden Strom zu messen als auch einen Strom in den primären Stromleiter einzuspeisen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch einen Stromwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 20. Vorgesehen ist also ein Stromwandler, der eine Messvorrichtung und einen Differenzverstärker aufweist. Die Messvorrichtung ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einem der zugehörigen, vorteilhaften Ausgestaltungen ausgebildet. Der Stromwandler zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Eingangsanschluss des Differenzverstärkers mittels einer abgeschirmten, ersten Verbindungsleitung mit dem ersten Leiterende des Stromleiters der Messvorrichtung elektrisch verbunden ist. Außerdem ist ein zweiter Eingangsanschluss des Differenzverstärkers mittels einer abgeschirmten, zweiten Verbindungsleitung mit dem zweiten Leiterende des Stromleiters der Messvorrichtung elektrisch verbunden. Der Referenzanschluss ist vorzugsweise mit einem vorbestimmten, elektrischen Referenzpotential gekoppelt oder damit koppelbar.
Für die Messvorrichtung des Stromwandlers wird auf die vorteilhaften Ausgestaltungen, bevorzugten Merkmale, Effekte und/oder Vorteile Bezug genommen, wie sie für die Messvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einer der zugehörigen, vorteilhaften Ausgestaltungen zuvor bereits erläutert worden sind.
Vorzugsweise ist der Differenzverstärker dazu ausgebildet, um ein Messsignal am Ausgang des Differenzverstärkers in Abhängigkeit der Signale an den Eingangsanschlüssen des Differenzverstärkers zu erzeugen. Vorzugsweise erzeugt der Differenzverstärker das Messsignal derart, dass das Messsignal einen primären Strom repräsentiert, der durch einen primären Stromleiter fließt, der durch einen von dem Kern der Messvorrichtung gebildeten Innenraum hindurchläuft. Somit kann das Messsignal des Differenzverstärkers ein Ausgangssignal des Stromwandlers bilden. Der Stromwandler kann einen Ausgangsanschluss aufweisen, der mit dem Ausgang des Differenzverstärkers elektrisch verbunden ist, sodass am Ausgangsanschluss das Messsignal zur Verfügung gestellt werden kann.
Die ersten und zweiten Verbindungsleitungen sind jeweils abgeschirmt. Dadurch kann effektiv verhindert werden, dass von außen auf die Verbindungsleitungen wirkende, elektromagnetische Störsignale zu einem Verrauschen des Messsignals führen.
Die Kopplung des Referenzanschlusses mit einem vorbestimmten, elektrischen Referenzpotenzial bietet den Vorteil, dass die Messvorrichtung differenzielle Signale an dem ersten und zweiten Eingangsanschluss erzeugt. Diese können besonders vorteilhaft von dem Differenzverstärker verwendet werden, um das Messsignal am Ausgang des Differenzverstärkers zu erzeugen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlers zeichnet sich dadurch aus, dass der Referenzanschluss mit Erdpotential gekoppelt ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Referenzanschluss mit einem anderen, vorbestimmten elektrischen Potenzial gekoppelt ist, als dem Erdpotenzial. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlers zeichnet sich dadurch aus, dass jedes der beiden Verbindungsleitungen eine zugehörige Leitungsabschirmung aufweist, die jeweils mit Erdpotential gekoppelt sind, wobei der Referenzanschluss derart von den Leitungsabschirmungen getrennt ist, so dass keine direkte elektrische Verbindung, die nicht über das Erdpotential verläuft, von dem Referenzpotential zu mindestens einer der Leitungsabschirmungen ausgebildet ist. Jedes der beiden Leitungsverbindungen kann von einem Koaxialkabel mit einer mantelseitigen Abschirmung gebildet sein, die die jeweilige Leitungsabschirmung bildet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlers zeichnet sich dadurch aus, dass der Differenzverstärker eine zweite Abschirmung aufweist, die mit Erdpotential gekoppelt ist, wobei die zweite Abschirmung derart von den Leitungsabschirmungen getrennt ist, so dass keine direkte elektrische Verbindung, die nicht über das Erdpotential verläuft, von der zweiten Abschirmung zu mindestens einer der Leitungsabschirmungen ausgebildet ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren.
Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte. Fig. l zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Fig. 2 zeigt die vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Blockbilddarstellung.
Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kerns der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Fig. 4 zeigt eine erste vorteilhafte Ausgestaltung eines Abschnitts des Kerns in einer schematischen Darstellung. Fig. 5 zeigt eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung eines Abschnitts des Kerns in einer schematischen Darstellung. Fig. 6 zeigt eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Fig. 7 bis 9 zeigen jeweils eine vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlers in einer schematischen Darstellung. Fig. 10 zeigt eine dritte vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Fig. 11 zeigt eine vierte vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Fig. 12 zeigt eine fünfte vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Fig. 13 bis 14 zeigen eine vorteilhafte Ausgestaltung der ersten Abschirmung der Messvorrichtung.
In der Figur 1 ist eine erste, vorteilhafte Ausgestaltung einer Messvorrichtung 2 schematisch dargestellt. Die Messvorrichtung 2 dient als Messvorrichtung 2 für einen Stromwandler 4, der in einer vorteilhaften Ausgestaltung beispielsweise in Figur 7 dargestellt ist.
Die Messvorrichtung 2 weist einen umlaufenden Kern 6, eine Messspule 8, und einen Referenzanschluss 10 auf. Die Messspule 8 ist von einem um den Kern 6 gewickelten Stromleiter 12 gebildet. Der Stromleiter 12 erstreckt sich ununterbrochen von einem ersten Leiterende 14 zu einem zweiten Leiterende 16. Der Referenzanschluss 10 ist mittig zwischen dem ersten Leiterende 14 und dem zweiten Leiterende 16 elektrisch leitend mit dem Stromleiter 12 verbunden.
Der Kern 6 ist vorzugsweise zu mindestens 80 %, zu mindestens 90 %, oder zu mindestens 95 % von einem magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Material, wie beispielsweise einem MgZn Ferrit, gebildet. Wie aus Figur 1 zu entnehmen ist, ist es außerdem bevorzugt, dass der Kern 6 als ein umlaufender, rechteckförmige Kern 6 ausgebildet ist. Der Kern 6 weist somit einen innenliegenden Innenraum 54 auf. Der Innenraum 54 ist in Axialrichtung, die senkrecht zur Blattebene steht, zu gegenüberliegenden Seiten offen ausgestaltet. Die Radialrichtung R des Kerns 6 steht senkrecht auf der Axialrichtung. Von der Axialrichtung und der Radialrichtung R wird eine Radialebene des Kerns 6 aufgespannt. Auf diese Radialebene wird an gegebener Stelle Bezug genommen.
Der Stromleiter 12 ist um den Kern 6 gewickelt und erstreckt sich von dem ersten Leiterende 14 bis zu dem zweiten Leiterende 16. Durch die Wicklung des Stromleiters 12 um den Kern 6 entstehen eine Vielzahl von Windungen. Der Stromleiter 12 bildet deshalb eine Messspule 8 der Messvorrichtung 2. Vorzugsweise ist die Vielzahl der Windungen der Messspule 8 in Umfangsrichtung U des Kerns 6 verteilt angeordnet, insbesondere derart verteilt angeordnet, sodass zu beiden Seiten der Radialebene eine gleiche Anzahl von Windungen der Messspule 8 angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist die Vielzahl der Windungen der Messspule 8 in Umfangsrichtung U des Kerns 6 gleichmäßig verteilt angeordnet. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Messspule 8 symmetrisch zu der Radialebene des Kerns 6 angeordnet ist. Ein Teil der Messspule 8 kann auf der einen Seite der Radialebene und der andere Teil der Messspule 8 kann auf der anderen Seite der Radialebene derart angeordnet sein, sodass die Messspule 8 zu der Radialebene des Kerns 6 symmetrisch verteilt angeordnet ist.
Wie aus der Figur l schematisch zu entnehmen ist, kann die Messspule 8 von mehreren Wicklungsabschnitten 62 gebildet sein, die von dem Stromleiter 12 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Jede der Wicklungsabschnitte 62 weist eine Vielzahl von Wicklungen auf, die von dem Stromleiter 12 gebildet sind. Der Stromleiter 12 erstreckt sich somit beispielsweise von dem ersten Leiterende 14 zu einem ersten Wicklungsabschnitt 64, in dem der Stromleiter 12 in einer Vielzahl von Windungen um den Kern 6 gewickelt ist. Von dem ersten Wicklungsabschnitt 64 erstreckt sich der Stromleiter 12 zu einem zweiten Wicklungsabschnitt 66, in dem der Stromleiter 12 in einer Vielzahl von Windungen um den Kern 6 gewickelt ist. Auf diese Weise können eine Mehrzahl von Wicklungsabschnitten 62 in Umfangsrichtung U des Kerns 6 verteilt angeordnet sein. Die Verteilung der Wicklungsabschnitte 62 kann derart ausgestaltet sein, sodass die Messspule 8 symmetrisch zu der Radialebene des Kerns 6 verteilt angeordnet ist.
Der Referenzanschluss 10 ist mittig zwischen dem ersten Leiterende 14 und dem zweiten Leiterende 16 elektrisch mit dem Stromleiter 12 verbunden. Der Referenzanschluss 10 kann somit unmittelbar auf dem Stromleiter 12 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Referenzanschluss 10 maximal 10 cm, maximal 20 cm, maximal 30 cm oder maximal 40 cm von der Mitte zwischen dem ersten Leiterende 14 und dem zweiten Leiterende 16 angeordnet ist. Dennoch wird darunter verstanden, dass der Referenzanschluss 10 mittig zwischen dem ersten Leiterende 14 und dem zweiten Leiterende 16 elektrisch mit dem Stromleiter 12 verbunden ist. Mittig zwischen den beiden Leiterenden 14, 16 kann bedeuten, dass eine erste Teillänge 56 des Stromleiters 12 von dem Referenzanschluss 10 zu dem ersten Leiterende 14 und eine zweite Teillänge 58 des Stromleiters 12 von dem Referenzanschluss 10 zu dem zweiten Leiterende 16 gleich lang sind oder eine Abweichung in ihrer Länge von maximal 10 % oder maximal 5 % haben.
Der um den Kern 6 gewickelte Stromleiter 12 kann auch als sekundärer Stromleiter 12 bezeichnet sein. Wird in einem Beispiel ein weiterer, primärer Stromleiter (nicht dargestellt) in Äxialrichtung durch den Innenraum 54 geführt, und fließt ein primärer Strom durch den primären Stromleiter, so verursacht der primäre Strom durch elektromagnetische Induktion einen Strom in dem sekundären Stromleiter 12, wobei dieser Strom auch als sekundärer Strom bezeichnet wird. Der mittig zwischen den beiden Leiterenden 14, 16 mit dem Stromleiter 12 elektrisch verbundene Referenzanschluss 10 bietet den Vorteil, dass ein vorbestimmtes, elektrisches Potenzial an der Verbindungsstelle zwischen dem Referenzanschluss 10 und dem elektrischen Stromleiter 12 verursacht werden kann. So kann der Referenzanschluss 10 beispielsweise mit Erdpotenzial 46 verbunden und/ oder gekoppelt sein, sodass die Stelle des Stromleiters 12, die mit dem Referenzanschluss 10 verbunden ist, zwingend das vorbestimmte Potenzial, hier das Erdpotenzial 46, aufweist. Der in den Stromleiter 12 induzierte Strom verursacht deshalb ein sogenanntes differenzielles Stromsignal an den Leiterenden 14, 16. Das differenzielle Stromsignal wird auch als symmetrisches Stromsignal oder als Gegentakt-Stromsignal bezeichnet. Das differenzielle Stromsignal dient als Nutzsignal für den Stromwandler 4. Von außen auf die Messvorrichtung 2 einwirkende, elektromagnetische Störungen können jedoch aufgrund des Referenzanschlusses 10, der vorzugsweise mit einem vorbestimmten, elektrischen Potenzial gekoppelt ist, nur Gleichtakt-Störsignale an den Leiterenden 14, 16 verursachen.
Wird die Messvorrichtung 2 für einen Stromwandler 4 verwendet, wie dies beispielsweise und schematisch in der Figur 7 dargestellt ist, so gelangen das Gegentakt-Stromsignal als Nutzsignal sowie das Gleichtakt-Störsignal zu einem Differenzverstärker 36, der basierend auf der Spannungsdifferenz an den Eingangsanschlüssen 38, 42 des Differenzverstärkers 36 ein Ausgangssignal am Ausgangsanschluss 60 des Differenzverstärkers 36 erzeugt. Das Gleichtakt-Störsignal hat keinen oder allenfalls einen geringen Einfluss auf das Ausgangssignal. Das Ausgangssignal wird deshalb zumindest im Wesentlichen durch das Nutzsignal geprägt. Das Nutzsignal ist von dem primären Strom durch den primären Stromleiter 12 abhängig. Die Messvorrichtung 2 bietet somit den Vorteil, dass die Messvorrichtung 2 dazu beiträgt, den primären Strom möglichst robust gegenüber äußeren, elektromagnetischen Störungen erfassen zu können. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Referenzanschluss 10, der mittig mit dem Stromleiter 12 elektrisch verbunden ist, derart mit dem Stromleiter elektrisch verbunden ist, sodass eine erste Impedanz des Stromleiters 12 zwischen dem Referenzanschluss 10 und dem ersten Leiterende 14 und eine zweite Impedanz des Stromleiters 12 zwischen dem Referenzanschluss 10 und dem zweiten Leiterende 16 gleich sind oder eine maximale Abweichung von 5 % oder 10 % haben. Besonders bevorzugt ist die Abweichung maximal 5 %. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Abweichung maximal 2 % ist. Umso kleiner die Abweichung zwischen der ersten und zweiten Impedanz ist, desto genauer wird an den Leiterenden 14, 16 das differenzielle Nutzsignal erzeugt.
In der Figur 2 ist ein schematisch Blockschaltbild der ersten, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 dargestellt. Wie aus dem Blockschaltbild zu erkennen ist, ist die Messspule 8 durch zwei Teile symbolisiert, wobei jeweils ein Teil in jeder Teillänge zwischen dem Referenzanschluss 10 und den beiden Leiterenden 14,16 angeordnet ist.
Um die Messvorrichtung 2 noch besser vor von außen einwirkenden, elektromagnetischen Störungen zu schützen, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Messvorrichtung 2 eine erste Abschirmung 30 aufweist. Die erste Abschirmung 30 kann auch als erste Abschirmungsvorrichtung 30 bezeichnet und/oder als solche ausgebildet sein. Die erste Abschirmung 30 weist vorzugsweise ein erstes Schutzelement 32 auf. Das erste Schutzelement 32 kann als ein erstes Schutzblech 32 oder als ein erstes Schutzgitter 32 ausgebildet sein. Das erste Schutzelement 32 ist von einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass das erste Schutzelement 32 außenseitig zu dem Kern 6 und der Messspule 8 angeordnet ist. So kann das erste Schutzelement 32 beispielsweise in Umfangsrichtung U des Kerns 6 vollständig umlaufend und außenseitig zu dem Kern 6 und der Messspule 8 angeordnet sein. Das erste Schutzelement 32 weist keinen unmittelbaren und direkten Kontakt zu dem Kern 6 und/oder der Messspule 8 auf. Vielmehr ist es bevorzugt vorgesehen, dass mindestens ein erster Mindestabstand M zwischen der Innenseite des ersten Schutzelements 32 und dem am wenigsten weit entfernten Punkt auf der Messspule 8 und/oder dem Kern 6 besteht. Der erste Mindestabstand M kann beispielsweise mindestens 2 mm, mindestens 5 mm oder mindestens 10 mm betragen. Das erste Schutzelement 32 kann zumindest einen Teil eines faradayschen Käfigs zum Schutz vor von außen einwirkenden, elektromagnetischen Störungen bilden.
Die erste Abschirmung 30 kann alternativ oder zusätzlich ein zweites Schutzelement 34 aufweisen. Das zweite Schutzelement 34 kann als ein zweites Schutzblech 34 oder als ein zweites Schutzgitter 34 ausgebildet sein. Das zweite Schutzelement 34 ist von einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Schutzelement 34 im Innenraum 54 angeordnet ist. Das zweite Schutzelement 34 kann in Umfangsrichtung U des Kerns 6 vollständig umlaufend ausgebildet sein. Das zweite Schutzelement 34 weist keinen unmittelbaren und direkten Kontakt zu dem Kern 6 und/ oder der Messspule 8 auf. Vielmehr ist es bevorzugt vorgesehen, dass mindestens ein zweiter Mindestabstand K zwischen der Außenseite des zweiten Schutzelements 34 und dem am wenigsten weit entfernten Punkt auf der Messspule 8 und/oder dem Kern 6 besteht. Der zweite Mindestabstand K kann beispielsweise mindestens 2 mm, mindestens 5 mm oder mindestens 10 mm betragen. Das zweite Schutzelement 34 kann zumindest einen Teil eines oder des zuvor genannten, faradayschen Käfigs zum Schutz vor von außen einwirkenden, elektromagnetischen Störungen bilden. Vorzugsweise sind das erste Schutzelement 32 und das zweite Schutzelement 34 elektrisch miteinander verbunden. Die beiden Schutzelemente 32, 34 können unmittelbaren Kontakt zueinander haben. Es ist aber auch möglich, dass das erste Schutzelement 32 und das zweite Schutzelement 34 als ein gemeinsames und/ oder integrales Schutzelement ausgebildet sind. Dieses Schutzelement kann somit beide Schutzelemente 32, 34 bilden. Eine zweite, vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 ist in Figur 6 schematisch dargestellt. Diese Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 unterscheidet sich von der zuvor erläuterten Messvorrichtung 2 nur in der Ausgestaltung der Abschirmung 30. In Bezug auf alle weiteren vorteilhaften Eigenschaften, Merkmale, Vorteile und/oder Effekte wird auf die vorherigen Erläuterungen Bezug genommen. Die in Figur 6 dargestellte, vorteilhafte Ausgestaltung der Abschirmung 30 ist von einem gemeinsamen Schutzelement gebildet, wobei dieses gemeinsame Schutzelement das erste Schutzelement 32 und das zweite Schutzelement 34 bildet. Das gemeinsame Schutzelement kann einteilig ausgestaltet sein. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass das erste Schutzelement 32 nicht vollständig in Umfangsrichtung U des Kerns 6 umlaufend ausgebildet ist, sondern eine sich in Umfangsrichtung U erstreckende erste Ausnehmung 70 aufweist. Das zweite Schutzelement 34 ist ebenfalls in Umfangsrichtung U des Kerns 6 nicht vollständig umlaufend ausgebildet, sondern weist eine sich in Umfangsrichtung U erstreckende, zweite Ausnehmung 72 auf. Im Bereich der ersten und zweiten Ausnehmung 70, 72 sind das erste und zweite Schutzelement 32, 34 elektrisch und/oder mechanisch miteinander verbunden. Um das Übertragungsverhalten des Nutzsignals von der Messvorrichtung 2 zu dem Differenzverstärker 36 positiv zu beeinflussen, insbesondere derart, dass nur das Frequenzspektrum des Nutzsignals, jedoch nicht das Frequenzspektrum des Störsignals von der Messvorrichtung 2 an den Differenzverstärker 36 übertragen wird, ist es bevorzugt vorgesehen, dass eine elektrische Kapazität zwischen einerseits dem Kern 6 und/oder der Messspule 8 und andererseits der ersten Abschirmung 30 einen vorbestimmten Wert aufweist. Die elektrische Kapazität ist also bevorzugt vorbestimmt. Um dies zu erreichen, ist ein mittlerer Schutzabstand B zwischen einerseits dem Kern 6 und/ oder der Messspule 8 und andererseits dem mindestens einen Schutzelement 32, 34 der Abschirmung 30 derart ausgestaltet, sodass die vorbestimmte, elektrische Kapazität erzielt wird. Die elektrische Kapazität wird dabei derart durch Ausgestaltung des mittleren Schutzabstands B gewählt, sodass das Nutzsignal von der Messvorrichtung 2 an den Differenzverstärker 36 übertragen wird, jedoch ein Störsignal, das von außen auf die Messvorrichtung 2 einwirkt, vorzugsweise stark gedämpft wird und somit allenfalls mit einem sehr kleinen Signalpegel zu dem Differenzverstärker 36 gelangt.
In der Figur 3 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kerns 6 der Messvorrichtung 2 schematisch dargestellt. Aus der Figur 3 ist zu erkennen, dass der Kern 6 durch vier Kanten 74 gebildet sein kann, und zwar zwei jeweils in horizontaler Richtung verlaufende Kanten 74 und zwei jeweils in vertikaler Richtung verlaufende Kanten 74. Jede Kante 74 kann auch als Kantenelement 74 des Kerns 6 bezeichnet und/oder ausgebildet sein. Die Kanten 74 des Kerns 6 können derart in Kontakt miteinander sein, dass der Kern 6 in Umfangsrichtung ununterbrochen und vollständig von den Kanten 74 gebildet ist.
Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kern 6 mindestens einen Abschnitt 18 mit einer Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten 20 aufweist, die gegenüberliegend, insbesondere parallel, zueinander angeordnet und von Platte 20 zu Platte 20 jeweils durch einen Spalt 22 beabstandet sind. Diese vorteilhafte Ausgestaltung eines Abschnitts des Kerns ist in Figur 5 schematisch dargestellt. Vorzugsweise weisen die Platten 20 des Abschnitts 18 keinen unmittelbaren und direkten Kontakt zueinander auf. Jedes Paar von gegenüberliegend angeordneten Platten (Plattenpaar) des Abschnitts 18 ist durch einen zugehörigen Spalt 22 getrennt. Die Platten 20 jedes von einem Spalt 22 beabstandeten Plattenpaares des Abschnitts 18 sind somit kontaktfrei mit einem Plattenabstand D zwischen mindestens 0,001 mm und maximal 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,005 mm und 1 mm. zueinander beabstandet angeordnet. Der Plattenabstand D ist vorzugsweise der minimale Abstand zwischen den Platten 20 des Plattenpaars. Bei der Mehrzahl der magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten 20 eines Abschnitts 18 entstehen folglich auch eine Mehrzahl von Spalte 22 in dem Abschnitt 18. Durch die Mehrzahl der Platten 20 und die Mehrzahl der Spalte 22 kann eine Sättigung des Kerns 6 effektiv verhindert werden. Jeder Abschnitt 18 umfasst mindestens 5 Platten, mindestens 10 Platten oder mindestens 20 Platten. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass jeder Abschnitt 18 höchstens 500, höchstens 200 oder höchstens 100 Platten aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass jede Kante 74 mindestens einen Abschnitt 18 mit der Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten 20 aufweist. Es ist aber auch möglich, dass sich ein einziger Abschnitt 18 über die gesamte Länge der jeweiligen Kante 74 erstreckt. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass der Kern 6 von vier derartigen Abschnitten 18 gebildet ist, die jeweils eine Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten 20 aufweisen.
Zumindest ein Teil einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung des Kern 4 ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Gemäß dieser Ausgestaltung weist der Kern 4 mehrere Abschnitte 24 auf. Jeder Abschnitt 24 weist wiederum eine Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten 26 auf, wobei die Platten 26 des jeweiligen Abschnitts 24 gegenüberliegend, insbesondere parallel, zueinander und in direktem Kontakt von Platte 26 zu Platte 26 angeordnet sind. Die mehreren Abschnitte 24 des Kerns 4 sind hintereinander angeordnet und von Abschnitt 24 zu Abschnitt 24 durch einen Spalt 28 zueinander beabstandet angeordnet. Jeder Spalt 28 trennt somit die an einem Ende eines Abschnitts 24 angeordnete Platte 26 von einer gegenüberliegenden Platte 26 des nachfolgenden Abschnitts 24. Innerhalb des jeweiligen Abschnitts 24 besteht zwischen den Platten 26 kein Spalt. Vielmehr sind die Platten 26 innerhalb des jeweiligen Abschnitts 24 spaltfrei und in unmittelbarem und direktem Kontakt hintereinander angeordnet. Jeder Abschnitt 24 kann beispielsweise zwischen 2 und 50 Platten, insbesondere zwischen 5 und 30 Platten, vorzugsweise zwischen 5 und 15 Platten umfassen. Durch die Mehrzahl der Abschnitte 24 und die entsprechende Mehrzahl der Spalte 22 kann eine Sättigung des Kerns 6 effektiv verhindert werden.
In der zuletzt genannten Ausgestaltung ist möglich, dass jede der in Figur 3 dargestellten Kanten 74 von mehreren Abschnitten 24 gebildet ist. Diese Abschnitte 24 sind dabei von Abschnitt 24 zu Abschnitt 24 jeweils durch einen Spalt 28 getrennt.
In der Figur 7 ist die erste, vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlers 4 schematisch dargestellt. Der Stromwandler 4 weist die Messvorrichtung 2 und den Differenzverstärker 36 auf. Ein erster Eingangsanschluss 38 des Differenzverstärkers 36 ist mittels einer abgeschirmten, ersten Verbindungsleitung 40 mit dem ersten Leiterende 14 des Stromleiters 12 der Messvorrichtung 2 elektrisch verbunden. Ein zweiter Eingangsanschluss 42 des Differenzverstärkers 36 ist mittels einer abgeschirmten, zweiten Verbindungsleitung 44 mit dem zweiten Leiterende 16 des Stromleiters 12 der Messvorrichtung 2 elektrisch verbunden. Der Referenzanschluss 10 der Messvorrichtung 2 ist mit einem vorbestimmten, elektrischen Referenzpotenzial gekoppelt. Das Referenzpotenzial ist vorzugsweise das Erdpotenzial 46.
Ein an den Leiterenden 14, 16 von der Messvorrichtung 2 erzeugtes, differenzielles Nutzsignal wird durch einen primären Strom eines primären Stromleiters (nicht dargestellt) erzeugt, der durch den Innenraum 54 der Messvorrichtung 2 geführt ist. Mittels der beiden Verbindungsleitungen 40, 44 wird das differenzielle Nutzsignal an die beiden Eingangsanschlüsse 38, 42 des Differenzverstärkers 36 übertragen. Der Differenzverstärker 36 ist dazu ausgebildet, ein Ausgangssignal am Ausgangsanschluss 60 des Differenzverstärkers 36 basierend auf einer Spannungsdifferenz an den beiden Eingangsanschlüssen 38, 42 zu erzeugen. Das Ausgangssignal ist somit über das Nutzsignal von dem primären Strom abhängig. Vorzugsweise repräsentiert das Ausgangssignal den primären Strom.
Um den Einfluss von äußeren, elektromagnetischen Störsignalen auf die Messvorrichtung 2 zu verhindern, wurden bereits zuvor mehrere Maßnahmen erläutert. Diese gelten in analoger Weise für die Messvorrichtung 2 des Stromwandlers 4. Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die beiden Verbindungsleitungen 40, 44 abgeschirmt sind, um vor äußeren, elektromagnetischen Störsignalen geschützt zu sein. Wie es in Figur 7 rein beispielhaft dargestellt ist, können die Verbindungsleitungen 40, 44 durch eine gemeinsame Leitungsabschirmung 76 abgeschirmt sein. Die gemeinsame Leitungsabschirmung 76 ist gegenüber den beiden Verbindungsleitungen 40, 44 elektrisch isoliert beabstandet angeordnet. Die gemeinsame Leitungsabschirmung 76 kann von einem gewickelten und/oder geflechteten Metallband gebildet sein.
Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Differenzverstärker 36 eine zugehörige Abschirmung 52 aufweist. Diese Abstimmung 52 wird als die zweite Abschirmung 52 bezeichnet. Die zweite Abschirmung 52 kann beispielweise von einem Gittergehäuse gebildet sein. Die zweite Abschirmung 52 ist vorzugsweise derart angeordnet und/oder ausgebildet, um den Differenzverstärker 36 vor äußeren, elektromagnetischen Störsignalen zu schützen.
Wie es rein beispielhaft in der Figur 7 dargestellt ist, kann es vorgesehen sein, dass die zweite Abschirmung 52 und die gemeinsame Leitungsabschirmung 76 elektrisch miteinander verbunden sind. Außerdem kann es vorgesehen sein, dass eine weitere elektrische Verbindung vom Erdpotenzial 46 zu der zweiten Abschirmung 52 und/oder der gemeinsamen Leitungsabschirmung 76 geführt ist, sodass die zweite Abschirmung 52 und/oder die gemeinsame Leitungsabschirmung 76 mit Erdpotenzial 46 gekoppelt sind bzw. ist.
In der Figur 8 ist eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlers 4 schematisch dargestellt. Der Stromwandler 4 entspricht im Wesentlichen dem zuvor erläuterten Stromwandler 4. Es wird deshalb auf die entsprechenden Erläuterungen in analoger Weise Bezug genommen. Der in Figur 8 dargestellte Stromwandler 4 unterscheidet sich jedoch dadurch, dass die gemeinsame Leitungsabschirmung 76 außerdem mit der ersten Abschirmung 30 der Messvorrichtung 2 elektrisch verbunden ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine elektrische Verbindung zwischen der gemeinsamen Leitungsabschirmung 76 und dem ersten Schutzelement 32 der ersten Abschirmung 32 besteht.
In der Figur 9 ist eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung des Stromwandlers 4 dargestellt. Der Stromwandler 4 entspricht im Wesentlichen den zuvor erläuterten Stromwandler 4. Es wird deshalb auf die entsprechenden, vorherigen Erläuterungen für diesen Stromwandler 4 in analoger Weise Bezug genommen. Der in Figur 9 dargestellte Stromwandler 4 unterscheidet sich jedoch dadurch, dass der Stromwandler 4 die in Figur 6 dargestellte Messvorrichtung 2 und nicht die Messvorrichtung 2 aus Figur 1 aufweist. Außerdem unterscheidet sich der in Figur 9 dargestellte Stromwandler 4 dadurch, dass jede der beiden Verbindungsleitungen 40,44 eine separate, zugehörige Leitungsabschirmung 48, 50 aufweist. Die beiden Leitungsabschirmung 48, 50 sind vorzugsweise separat, wie es in Figur 9 dargestellt ist, mit Erdpotenzial 46 gekoppelt. Außerdem ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Referenzanschluss 10 derart von den Leitungsabschirmungen 48, 50 getrennt ist, sodass keine direkte elektrische Verbindung, die nicht über das Erdpotenzial 46 verläuft, von dem Referenzanschluss 10 zu mindestens einer der Leitungsabschirmung 48, 50 ausgebildet ist. Jede der beiden Leitungsverbindungen 40, 44 kann nach Art eines Koaxialkabels mit der zugehörigen, mantelseitigen Abschirmung 48, 50 ausgebildet sein, die die jeweilige Leitungsabschirmung 48, 50 bildet. Jede der beiden Abschirmungen 48, 50 kann von einem gewickelten und/ oder gehechteten Metallband gebildet sein.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Abschirmung 52 des Differenzverstärkers 36 separat mit Erdpotenzial 46 gekoppelt ist, wobei die zweite Abschirmung 52 derart von den beiden Leitungsabschirmungen 48, 50 getrennt ist, sodass keine direkte elektrische Verbindung, die nicht über das Erdpotenzial 46 verläuft, von der zweiten Abschirmung 52 zu mindestens einer der Leitungsabschirmungen in 48, 50 ausgebildet ist.
Eine dritte, vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 ist in Figur 10 schematisch dargestellt. Diese Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 unterscheidet sich von der ersten, vorteilhaften Ausgestaltung (Fig. 1) der Messvorrichtung 2 in der mehrteiligen Ausgestaltung des Kerns 6, der mehrteiligen Ausgestaltung der Messspule 8 und der mehrteiligen Ausgestaltung der ersten Abschirmung 30. In Bezug auf alle weiteren vorteilhaften Eigenschaften, Merkmale, Vorteile und/oder Effekte wird auf die Erläuterungen zu der ersten, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 Bezug genommen.
Wie aus der Figur 10 zu erkennen ist, ist der Kern 6 von zwei Teilen gebildet. Der erste Teil 78 des Kerns 6 ist vorzugsweise als ein im Querschnitt C-förmiger Teil 78 des Kerns 6 ausgebildet. Der zweite Teil 80 des Kerns 6 ist vorzugsweise als ein im Querschnitt I-förmiger Teil 80 des Kerns 6 ausgebildet. Der I-förmige Teil 80 des Kerns 6 kann an die schenkelförmigen Enden des C-förmigen Teils 78 des Kerns platziert werden, sodass die entsprechenden Schenkelenden des C-förmigen Teils 78 des Kerns 6 mittels des I-förmigen Teils 80 des Kerns 6 verbunden werden. Dabei kann es zu einem direkten, mechanischen und/ oder elektrischen Kontakt zwischen dem I-förmigen Teil 80 und dem C-förmigen Teil 78 des Kerns 6 kommen. Außerdem kann der I-förmige Teil 80 derart zu dem C-förmigen Teil 78 angeordnet sein, dass der Kern 6 im Querschnitt rechteckförmig umlaufend ausgebildet ist.
Die mehrteilige, insbesondere zweiteilige Ausgestaltung des Kerns 6 bietet den Vorteil, dass der Kern 6 besonders einfach um eine primäre Stromleitung herum angeordnet werden kann, sodass der Kern 6 die primäre Stromleitung ringförmig umgibt. Mit anderen Worten wird die primäre Stromleitung in diesem Fall durch den vom Kern 6 gebildeten Innenraum 54 hindurchführen.
Aus der Figur 10 ist außerdem die vorteilhafte Ausgestaltung der Messspule 8 als eine mehrteilige Messspule 8 zu entnehmen. Die Messspule 8 ist grundsätzlich von dem um den Kern gewickelten Stromleiter 12 gebildet. Der Stromleiter 12 erstreckt sich von dem ersten Leiterende 14 zu dem zweiten Leiterende 16. Der Stromleiter 12 ist in der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform an einer ersten Verbindungsstelle 82 sowie an der zweiten Verbindungsstelle 84 lösbar unterbrochen. Die Unterbrechungen an den beiden Verbindungsstellen 82, 84 sind jedoch nur für die bessere Darstellung in Figur 10 gewählt und/oder können für die Montage verwendet werden.
Der Stromleiter 12 erstreckt sich im praktischen Einsatz der Messvorrichtung 2 ununterbrochen von dem ersten Leiterende 14 zu dem zweiten Leiterende 16. Mit einem ersten Wicklungsabschnitt 86 der Messspule 8 erstreckt sich der Stromleiter 12 von dem ersten Leiterende 14 zu einem ersten Verbindungsende 92. Mit einem zweiten Wicklungsabschnitt 88 der Messspule 8 erstreckt sich der Stromleiter 12 von einem zweiten Verbindungsende 94 zu einem dritten Verbindungsende 96. Mit einem dritten Wicklungsabschnitt 90 der Messspule 8 erstreckt sich der Stromleiter 12 von einem vierten Verbindungsende 98 zu dem zweiten Leiterende 16.
An der ersten Verbindungsstelle 82 kann die ununterbrochene Verbindung des Stromleiters 12 erreicht werden, indem das erste Verbindungsende 92 mit dem zweiten Verbindungsende 94 verbunden wird. Hierbei kann es sich um eine stoffschlüssige Verbindung oder um eine lösbare Verbindung handeln. Entsprechendes gilt für die zweite Verbindungsstelle 84. An der zweiten Verbindungsstelle 84 kann die ununterbrochene Verbindung des Stromleiters 12 erreicht werden, indem das dritte Verbindungsende 96 mit dem vierten Verbindungsende 98 verbunden wird. Hierbei kann es sich um eine stoffschlüssige Verbindung oder um eine lösbare Verbindung handeln.
Aus der Figur 10 ist außerdem zu erkennen, dass die erste Abschirmung 30 als eine mehrteilige Abschirmung ausgebildet ist. Die Abschirmung 30 kann ein erstes Schutzelement 32 und ein zweites Schutzelement 34 aufweisen und/oder davon gebildet sein. Das erste Schutzelement 32 kann den C-förmigen Teil 78 des Kerns 6 sowie den ersten und zweiten Wicklungsabschnitt 86, 88 der Messspule 8 schlauchförmig umgeben. Daraus resultiert, dass das erste Schutzelement 32 ebenfalls im Querschnitt C-förmig ausgebildet sein kann. Das zweite Schutzelement 34 kann den I-förmigen Teil 80 des Kerns 6 vollständig umgeben. Somit kann das zweite Schutzelement 34 ebenfalls im Querschnitt I-förmig ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist der Referenzanschluss 10 mittig zwischen dem zweiten Verbindungsende 94 und dem dritten Verbindungsende 96 elektrisch leitend mit dem Stromleiter 12 verbunden. Wird der I-förmige Teil 80 des Kerns 6 an den C-förmigen Teil 78 des Kerns 6 platziert und dabei auch die zuvor genannten Paare der Verbindungsenden 92, 94 bzw. 96, 98 miteinander verbunden, so resultiert hieraus, dass der Referenzanschluss 10 mittig zwischen dem ersten Leiterende 14 und dem zweiten Leiterende 16 elektrisch leitend mit dem Stromleiter 12 verbunden ist.
Eine vierte, vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 ist in der Figur 11 schematisch dargestellt. Diese vierte Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 unterscheidet sich von der dritten, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2, wie sie in Figur 10 dargestellt ist, dadurch, dass der I-förmiger Teil 80 des Kerns 6 keinen Wicklungsabschnitt, insbesondere nicht den zweiten Wicklungsabschnitt 88, trägt. In Bezug auf alle weiteren vorteilhaften Eigenschaften, Merkmale, Vorteile und/oder Effekte wird auf die Erläuterungen zu der ersten und dritten, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 Bezug genommen. Wie aus der Figur 11 zu erkennen ist, dient das erste Verbindungsende 92 in der dritten, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 nicht zum lösbaren Verbinden mit einem weiteren Verbindungsende, sondern das erste Verbindungsende 92 ist mit dem ersten Schutzelement 32 elektrisch leitend verbunden. Entsprechendes gilt für das vierte Verbindungsende 98, das ebenfalls elektrisch leitend mit dem ersten Schutzelement 32 verbunden ist. Das erste Schutzelement 32 ist elektrisch leitend ausgebildet. Durch das erste Schutzelement 32 wird deshalb eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsende 92 und dem vierten Verbindungsende 98 hergestellt. Diese von dem ersten Schutzelement 32 gebildete Verbindung zwischen den beiden Verbindungsenden 92, 98 bildet somit gleichzeitig einen Teil des Stromleiters 12, der sich von dem ersten Leiterende 14 zu dem zweiten Leiterende 16 erstreckt. Als vorteilhaft hat es sich deshalb herausgestellt, wenn der Referenzanschluss 10 mittig zwischen dem ersten Verbindungsende 92 und dem vierten Verbindungsende 98 elektrisch leitend mit dem ersten Schutzelement 32 verbunden ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Referenzanschluss 10 mittig zwischen dem ersten Leiterende 14 und dem zweiten Leiterende 16 elektrisch leitend mit dem Stromleiter 12, insbesondere hier abschnittweise gebildet durch die Doppelfunktion des ersten Schutzelements 32, verbunden ist.
Eine fünfte, vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 ist in der Figur 12 schematisch dargestellt. Diese fünfte Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 unterscheidet sich von der dritten und vierten, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2, wie sie in den Figuren 10 und 11 dargestellt sind, durch die Ausgestaltung der Messspule 8. In Bezug auf alle weiteren vorteilhaften Eigenschaften, Merkmale, Vorteile und/oder Effekte wird auf die Erläuterungen zu der ersten, dritten und vierten, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 Bezug genommen. In der fünften, vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung 2 wird die Messspule 8 von dem ununterbrochenen, um den Kern 6 gewickelten Stromleiter 12 gebildet, der sich ununterbrochen von dem ersten Leiterende 14 zu dem zweiten Leiterende 16 erstreckt. In dem Stromleiter 12 sind keine lösbaren Verbindungsstellen vorgesehen. Dadurch ist die Herstellung der Messspule 8 besonders einfach und zugleich unpräzise ausführbar. Die Messspule 8 ist ausschließlich auf dem C-förmigen Teil 78 des Kerns 6 angeordnet. Der Referenzanschluss 10 ist mittig zwischen dem ersten Leiterende 14 und dem zweiten Leiterende 16 elektrisch leitend mit dem Stromleiter 12 verbunden. Der Referenzabschluss 10 ist vorzugsweise außerdem mit dem ersten Schutzelement 32 elektrisch verbunden. Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der erste Referenzanschluss 10 mit dem Erdpotenzial 46 gekoppelt ist.
In der Figur 13 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der ersten Abschirmung 30 für die Messvorrichtung 2 schematisch dargestellt. Die erste Abschirmung 30 ist als eine in Umfangsrichtung U des Kerns 6 umlaufende, ringförmige Abschirmung 30 ausgebildet, die den Kern 6 und die Messspule 8 zumindest im Wesentlichen schlauchförmig umschließt. Diese Ausgestaltung der ersten Abschirmung 30 wird auch als ringförmige Abschirmung 30 bezeichnet. Die ringförmige Abschirmung 30 ist von zwei jeweils in Umfangsrichtung U des Kerns umlaufenden, schalenförmigen Schutzelementen 32, 34 gebildet. Diese beiden schalenförmigen Schutzelemente 32, 34 bilden das erste und zweite Schutzelement 32, 34 der ersten Abschirmung 30.
Die erste Abschirmung 30 aus Figur 13 ist in einer Schnittdarstellung in Figur 14 dargestellt. Wie aus der Zusammenschau der Figuren 13, 14 zu entnehmen ist, sind das erste Schutzelement 32 und das zweite Schutzelement 34 spiegelsymmetrisch und/oder schalenförmig, insbesondere ringschalenförmig, ausgebildet. Jedes der beiden Schutzelemente 32, 34 läuft in Umfangsrichtung U des Kerns 6 rechteckförmig um. Die Außenkontur 100 der ringförmigen Abschirmung 30 und die Außenkontur 100 jedes der beiden schalenförmigen Schutzelemente 32, 34 sind jeweils rechteckförmig, zumindest im Querschnitt. Die von der ringförmigen Abschirmung 30 gebildete Innenkontur 102 ist ebenfalls rechteckförmig, zumindest im Querschnitt. Jedes der beiden schalenförmigen Schutzelemente 32, 34 bildet einen Teil der Innenkontur 102, sodass auch die von jeder der beiden Schutzelemente 32, 34 gebildete Innenkontur rechteckförmig ist, zumindest im Querschnitt. Die in den Figuren 13 und 14 dargestellte Ausgestaltung der ersten Abschirmung 30 bietet den Vorteil, dass die beiden schalenförmigen Schutzelemente 32, 34 von der Vorderseite bzw. Rückseite über den Kern 6 und die Messspule 8 geschoben werden können, sodass von der ersten Abschirmung 30 ein geschlossener Schutzraum 104 gebildet ist, in dem sowohl der Kern 6 als auch die Messspule 8 angeordnet sind (nicht dargestellt). Dadurch kann ein effektiver Schutz vor elektromagnetischen Störungen gewährleistet werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
BEZUGSZEICHENLISTE
B Schutzabstand
D Plattenabstand
K zweiter Mindestabstand
M Mindestabstand
R Radialrichtung
U Umfangsrichtung
2 Messvorrichtung
4 Stromwandler
6 Kern
8 Messspule
10 Referenzanschluss
12 Stromleiter
14 erstes Leiterende i6 zweites Leiterende i8 Abschnitt
20 Platte
22 Spalt
24 Abschnitt
26 Platte
28 Spalt
30 erste Abschirmung
32 erstes Schutzelement
34 zweites Schutzelement
36 Differenzverstärker
38 erster Eingangsanschluss
40 erste Verbindungsleitung
42 zweiter Eingangsanschluss
44 zweite Verbindungsleitung
46 Erdpotential
48 erste Leitungsabschirmung
50 zweite Leitungsabschirmung
52 zweite Abschirmung 54 Innenraum 56 erste Teillänge 58 zweite Teillänge 60 Ausgangsanschluss 62 Wicklungsabschnitt
64 erster Wicklungsabschnitt 66 zweiter Wicklungsabschnitt 68 gemeinsames Schutzelement 70 erste Ausnehmung 72 zweite Ausnehmung
74 Kante
76 gemeinsame Leitungsabschirmung
78 erster Teil des Kerns
80 zweiter Teil des Kerns 82 erste Verbindungsstelle
84 zweite Verbindungsstelle 86 erster Wicklungsabschnitt 88 zweiter Wicklungsabschnitt 90 dritter Wicklungsabschnitt 92 erstes Verbindungsende
94 zweites Verbindungsende 96 drittes Verbindungsende 98 viertes Verbindungsende 100 Außenkontur 102 Innenkontur
104 Schutzraum

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Messvorrichtung (2) für einen Stromwandler (4), aufweisend: einen umlaufenden Kern (6), eine Messspule (8), und einen Referenzanschluss (10), wobei die Messspule (8) von einem um den Kern (6) gewickelten Stromleiter (12) gebildet ist, der sich von einem ersten Leiterende (14) zu einem zweiten Leiterende (16) erstreckt, und wobei der Referenzanschluss (10) mittig zwischen dem ersten Leiterende (14) und dem zweiten Leiterende (16) elektrisch leitend mit dem Stromleiter (12) verbunden ist.
2. Messvorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzanschluss (10) derart mit dem Stromleiter (12) elektrisch verbunden ist, so dass eine erste Impedanz des Stromleiters (12) zwischen dem Referenzanschluss (10) und dem ersten Leiterende (14) und eine zweite Impedanz des Stromleiters (12) zwischen dem Referenzanschluss (10) und dem zweiten Leiterende (16) gleich sind oder eine maximale Abweichung von 5 % haben.
3. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzanschluss (10) mit einem vorbestimmten, elektrischen Referenzpotential verbunden ist.
4. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspule (8) zu einer Radialebene des Kerns (6) symmetrisch verteilt angeordnet ist.
5. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) magnetisches, insbesondere ferromagnetisches
Material aufweist oder davon gebildet ist.
6. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) mehrteilig ausgestaltet ist.
7. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspule (8) mehrteilig ausgestaltet ist.
8. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) mindestens einen Abschnitt (18) mit einer Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten (20) aufweist, die gegenüberliegend, insbesondere parallel, zueinander angeordnet und von Platte (20) zu Platte (20) jeweils durch einen Spalt (22) beabstandet sind.
9. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) mehrere Abschnitte (24) mit jeweils einer Mehrzahl von magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Platten (26) aufweist, wobei die
Platten (26) des jeweiligen Abschnitts (24) gegenüberliegend, insbesondere parallel, zueinander und in direktem Kontakt von Platte (26) zu Platte (26) angeordnet sind, und wobei die Abschnitte (24) des Kerns (6) hintereinander angeordnet und von Abschnitt (24) zu Abschnitt (24) durch einen Spalt (28) beabstandet sind.
10. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spalt (22, 28) als ein Luftspalt ausgebildet ist oder in jeden Spalt (22, 28) ein Abstandshalter eingebracht ist.
11. Messvorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abstandshalter von einem nicht-magnetischen Material gebildet ist.
12. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (20, 26) jedes von einem Spalt (22, 28) beabstandeten Plattenpaars kontaktfrei mit einem Plattenabstand D zwischen mindestens 0,001 mm und maximal 2,5 mm zueinander beabstandet angeordnet sind.
13. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (2) eine erste Abschirmung (30) aufweist, die ein erstes Schutzelement (32) und vorzugsweise ein zweites Schutzelement (34) aufweist.
14. Messvorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schutzelement (32) als ein elektrisch leitfähiges, außenseitig zu dem Kern (6) und der Messspule (8) angeordnetes sowie in Umfangsrichtung U des Kerns (6) zumindest im Wesentlichen vollständig umlaufendes Schutzelement (32) ausgebildet ist.
15. Messvorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schutzelement (34) als ein elektrisch leitfähiges, innenseitig zu dem Kern (6) und der Messspule (8) angeordnetes sowie in Umfangsrichtung U des Kerns (6) zumindest im Wesentlichen vollständig umlaufendes Schutzelement (34) ausgebildet ist.
16. Messvorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abschirmung (30) als eine in Umfangsrichtung U des Kerns (6) umlaufende, ringförmige Abschirmung ausgebildet ist, die den Kern (6) und die Messspule (8) zumindest im Wesentlichen schlauchförmig umschließt, wobei die ringförmige Abschirmung (30) von zwei jeweils in Umfangsrichtung U des Kerns (6) umlaufenden, schalenförmigen Schutzelementen gebildet ist, die das erste und zweite Schutzelement (32, 34) bilden.
17. Messvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur (100) der ringförmigen Abschirmung (30) und/oder jedes schalenförmigen Schutzelements rechteckförmig ist, und/oder wobei eine durch die ringförmige Abschirmung (30) und/oder durch jedes schalenförmige Schutzelement gebildete Innenkontur (102) rechteckförmig ist.
18. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schutzelement (32) und das zweite Schutzelement (34) elektrisch miteinander verbunden sind oder integral als ein gemeinsames Schutzelement ausgebildet sind.
19. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzabstand B zwischen einerseits dem Kern (6) und/ oder der Messspule (8) und andererseits dem mindestens einen Schutzelement (32, 34) der ersten Abschirmung (30) derart vorbestimmt ist, sodass eine vorbestimmte, elektrische Kapazität zwischen einerseits dem Kern (6) und/oder der Messspule (8) und andererseits der ersten Abschirmung (30) ausgebildet ist.
20. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (2) zusätzlich als Einspeisevorrichung betätigbar ist, derart, dass ein Strom in einen durch den vom Kern (6) gebildeten Innenraum (54) geführten primären Stromleiter eingespeist wird.
21. Stromwandler (4), aufweisend: eine Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und einen Differenzverstärker (36), wobei ein erster Eingangsanschluss (38) des Differenzverstärkers (36) mittels einer abgeschirmten, ersten Verbindungsleitung (40) mit dem ersten Leiterende (14) des Stromleiters (12) der Messvorrichtung (2) elektrisch verbunden ist, wobei ein zweiter Eingangsanschluss (42) des Differenzverstärkers (36) mittels einer abgeschirmten, zweiten Verbindungsleitung (44) mit dem zweiten Leiterende (16) des Stromleiters (12) der Messvorrichtung (2) elektrisch verbunden ist, und wobei der Referenzanschluss (10) mit einem vorbestimmten, elektrischen Referenzpotential gekoppelt ist.
22. Stromwandler (4) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzanschluss (10) mit Erdpotential (46) gekoppelt ist.
23. Stromwandler (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden Verbindungsleitungen (40, 44) eine zugehörige Leitungsabschirmung (48, 50) aufweist, die jeweils mit Erdpotential (46) gekoppelt sind, wobei der Referenzanschluss (10) derart von den Leitungsabschirmungen (48, 50) getrennt ist, so dass keine direkte elektrische Verbindung, die nicht über das Erdpotential (46) verläuft, von dem Referenzanschluss (10) zu mindestens einer der Leitungsabschirmungen (48, 50) ausgebildet ist.
24. Stromwandler (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzverstärker (36) eine zweite Abschirmung (52) aufweist, die mit Erdpotential (46) gekoppelt ist, wobei die zweite Abschirmung (52) derart von den Leitungsabschirmungen (48, 50) getrennt ist, so dass keine direkte elektrische Verbindung, die nicht über das Erdpotential (46) verläuft, von der zweiten Abschirmung (52) zu mindestens einer der Leitungsabschirmungen (48, 50) ausgebildet ist.
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