EP4308941A1 - Measuring device for a current converter - Google Patents

Measuring device for a current converter

Info

Publication number
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
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
measuring device
conductor
current
protective element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22717559.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erik Winkelmann
Iaroslav SHEVCHENKO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP4308941A1 publication Critical patent/EP4308941A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/186Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using current transformers with a core consisting of two or more parts, e.g. clamp-on type

Definitions

  • the invention relates to a measuring device for a current transformer.
  • a current transformer has a measuring device.
  • a primary current through an electrical, primary power line can be detected contactlessly by means of the measuring device.
  • the primary power line can be formed, for example, by a cable, in particular a copper cable, through which the primary current flows.
  • the primary current line is passed through the measuring device.
  • the measuring device has a circumferential, ring-shaped core, with a measuring coil of the measuring device being formed by a current conductor wound around the core. This current conductor can also be referred to as a secondary current line of the measuring device.
  • the primary current line can be passed through the inner space formed by the core.
  • the primary current flowing through the primary power line causes a secondary current in the secondary power line of the measuring device by electromagnetic induction.
  • the secondary current is less than the primary current, preferably inversely proportional to the ratio of the turns of the primary power line to the turns of the secondary power line.
  • the secondary current may have a component caused by noise.
  • This component can also be referred to as the spurious component of the secondary current.
  • the spurious component reduces the measurement accuracy with which the primary current can be detected by the current transformer.
  • the object of the invention is to provide a measuring device for a current transformer that allows a current to be detected as robustly as possible with respect to disturbance variables.
  • the object is achieved by a measuring device having the features of claim 1
  • Measuring device for a current transformer having a rotating core, a measuring coil and a reference connection.
  • the measuring coil is formed by a current conductor which is wound around the core and extends from a first conductor end to a second conductor end.
  • the reference connection is electrically conductively connected to the current conductor centrally between the first conductor end and the second conductor end.
  • the measuring coil is preferably electrically insulated from the core.
  • the current conductor can be electrically insulated from the core.
  • the measuring device is preferably designed to form part of a current transformer.
  • the measuring device can thus be electrically connected to other parts of the current transformer by means of the associated conductor ends (first and second conductor end).
  • the current conductor of the measuring device wound around the core can be designated and/or configured as the secondary current line.
  • a current flowing through the current conductor wound around the core may be referred to as secondary current or secondary current.
  • This primary current causes the secondary current in the current conductor of the measuring device by electromagnetic induction.
  • the induction preferably takes place over the entire length of the current conductor of the measuring device.
  • the reference terminal which is electrically connected to the current conductor of the measuring device centrally between the first conductor end and the second conductor end, preferably serves to generate a differential signal at the two conductor ends when the aforementioned electromagnetic induction leads to a secondary current in the current conductor of the measuring device.
  • the reference connection can be coupled to a predetermined electrical voltage potential, which is also referred to as a reference voltage potential.
  • the voltage signal generated at the two conductor ends then relates to the reference voltage signal predetermined by the reference connection. If the reference voltage connection is connected to ground potential, for example, a positive current is caused by electromagnetic induction at the first conductor end, whereas a negative current is caused by electromagnetic induction at the second conductor end, or vice versa.
  • the voltage potential at the two conductor ends is also different. If the reference voltage potential is assumed to be the ground potential again, the voltage potential at the first conductor end can have an opposite sign to the voltage potential at the second conductor end. Basically that is Reference voltage potential not necessarily the ground potential. Rather, any desired voltage potential can be applied to the reference connection.
  • Electromagnetic interference that affects the measuring device from outside, and in particular the measuring coil, can cause a common-mode interference current in the measuring coil.
  • the central arrangement of the reference connection causes the interference current to be impressed evenly on the two partial lengths of the current conductor wound around the core.
  • the partial lengths mean the first partial length of the current conductor, which extends from the reference connection to the first conductor end, and the second partial length of the current conductor, which extends from the reference connection to the second conductor end. If the measuring device is coupled to a differential amplifier of the current transformer in order to measure the secondary current of the current conductor of the measuring device, the common-mode interference current causes no or only a small interference component at the output of the differential amplifier.
  • the output signal of the differential amplifier is therefore not or only slightly influenced by the electromagnetic interference acting on the measuring device due to the centrally arranged reference connection.
  • the measuring device thus contributes to the fact that the primary current of a primary power line can be detected by means of a current transformer, which includes the measuring device, in a robust manner in relation to electromagnetic interference acting on the measuring device from the outside.
  • the central arrangement of the reference connection between the first conductor end and the second conductor end can mean that the first partial length of the current conductor, which extends from the reference connection to the first conductor end, and the second partial length of the current conductor, which extends from the reference connection extends to the second conductor end, are the same or have a deviation of maximum 5% or maximum 10%.
  • the first partial length may be a maximum of 5% or a maximum of 10% longer than the second partial length, or vice versa.
  • the current conductor of the measuring device is preferably formed by an electrically conductive wire.
  • the wire can be formed as a copper wire, for example.
  • the core of the measuring device is preferably designed as a core that is circular in its external cross section or as a core that is rectangular in its external cross section.
  • the core of the measuring device can also be designed and/or designated as a toroidal core.
  • the core of the measuring device preferably forms a ring running around the core in the circumferential direction, in particular in the manner of a toroid.
  • the ring can also be designed as a rectangular ring.
  • the current conductor can be wound around the core in such a way that several winding sections are formed, which are connected in series by means of the current conductor and thereby together form the measuring coil.
  • the measuring coil can also be referred to as a measuring winding and/or can be designed as such.
  • Each winding section preferably comprises a plurality of turns of the current conductor.
  • the measuring coil is preferably formed exclusively by the uninterrupted current conductor wound around the core.
  • the measuring coil of the measuring device is preferably formed by at least two symmetrically arranged winding sections. In principle, further winding sections can also be provided.
  • the winding sections are preferably distributed in the circumferential direction of the core in such a way that the current conductor is wound around the core in a uniformly distributed manner in the circumferential direction of the core. It has proven to be advantageous if the measuring coil is formed by four winding sections, for example.
  • the winding sections are connected in series and thus form the measuring coil.
  • the current conductor extends from winding section to winding section.
  • the reference terminal can be connected to the current conductor between two of the multiple winding sections of the measuring coil. This facilitates a particularly precise central arrangement of the reference connection between the first conductor end and the second conductor end of the current conductor.
  • An advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the reference connection is electrically connected to the current conductor in such a way that a first impedance of the current conductor between the reference connection and the first conductor end and a second impedance of the current conductor between the reference connection and the second conductor end are the same or have a maximum deviation of 5% or 1%. According to this embodiment, it is preferably provided that the maximum deviation of the impedances of the first and second partial lengths of the current conductor is a maximum of 5%.
  • the current conductor preferably has an at least essentially constant diameter.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the reference connection is connected to a predetermined electrical reference potential.
  • the reference potential can, for example, be a predetermined electrical voltage or be formed by the ground potential.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring coil is distributed symmetrically to a radial plane of the core.
  • a central opening is preferably defined by the rotating core.
  • a longitudinal axis of the core can run in a passage direction through this central opening of the core.
  • the passage direction is therefore also referred to as the axial direction of the core.
  • a radial direction of the core is perpendicular to the axial direction of the core. This preferably also applies when the core is not designed as a circular core, but when the core is, for example, rectangular in cross section.
  • the radial plane of the core is preferably spanned by the axial direction of the core and the radial direction of the core.
  • the symmetrical distribution of the measuring coil to the radial plane of the core offers the advantage that the electrical properties of the first partial length of the current conductor and the electrical properties of the second partial length of the current conductor are at least essentially the same or at most have a maximum deviation of 5%.
  • the symmetrical distribution contributes to the first and second impedance being equal or having a maximum deviation of 5%.
  • the same can apply to the lengths, electrical resistances and/or the number of turns of the first and second partial lengths of the current conductor.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core has or is formed from magnetic, in particular ferromagnetic, and/or amorphous material.
  • the core preferably consists of at least 80%, 90% or 95% magnetic, in particular ferromagnetic, material.
  • the remainder of the core may be formed from a non-ferromagnetic material or substance. Iron, cobalt and nickel are ferromagnetic. They therefore form exemplary magnetic or ferromagnetic metals.
  • the magnetic material of the core may be one or more magnetic metals. Particularly preferably, at least 80%, 90% or 95% of the magnetic material of the core is formed by MgZn ferrite.
  • the material of the core can also be in the form of an amorphous material.
  • the material of the core in which a magnetic circuit is formed, is made of ferromagnetic and/or amorphous material.
  • Magnetic material is preferably understood to mean magnetizable material. This material need not be designed to cause a magnetic field.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core is designed in several parts.
  • the core can be formed from several parts.
  • a first part of the core can be formed, for example, as a part with a C-shaped cross section.
  • a second part of the core can be formed, for example, as a cross-section I-shaped part.
  • the I-shaped part can be arranged on the C-shaped part in such a way that the two parts of the core form a peripheral core that has a rectangular cross section and encloses a laterally open inner space.
  • the parts of the core can be placed in direct contact with each other.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring coil is designed in several parts.
  • the measuring coil is basically formed by the current conductor wound around the core.
  • the current conductor extends uninterruptedly from the first conductor end to the second conductor end.
  • the current conductor can comprise at least one detachable connection point.
  • the current conductor preferably comprises a number of detachable connection points. At each connection point, the continuous connection of the current conductor can be interrupted and restored, for example to mount the measuring device.
  • the current conductor can be wound around the core in such a way that several winding sections are formed, which are connected in series by means of the current conductor and thereby together form the measuring coil.
  • the measuring coil can have three winding sections, for example.
  • the first winding section of the measuring coil can be formed by the current conductor, for example, in such a way that the current conductor in the first winding section extends from the first conductor end to a first connection end.
  • the second winding section of the measuring coil can, for example, be formed by the current conductor in such a way that the current conductor in the second winding section extends from a second connection end to a third connection end.
  • the third winding section of the measuring coil can be formed by the current conductor, for example, in such a way that the current conductor in the third winding section extends from a fourth connection end to the second conductor end.
  • a first, detachable connection point of the current conductor can be formed, for example, by the first and second connection ends, which are detachably connected to one another.
  • a second, detachable connection point of the current conductor can be formed, for example, by the third and fourth connection end, which can be detachable are connected to each other.
  • the two connection points ensure that the current conductor extends continuously and/or uninterruptedly from the first end of the conductor to the second end of the conductor.
  • the current conductor can be interrupted at the connection points, in particular for assembly or for production purposes. For example, it has proven to be advantageous if the first and third winding sections of the current conductor are arranged on the C-shaped part of the core.
  • the part of the current conductor forming the first winding section can be wound around a first leg of the C-shaped part of the core.
  • a part of the current conductor forming the third winding section may be wound around a second leg of the C-shaped part of the core.
  • a part of the current conductor forming the second winding section may be wound around the I-shaped part of the core. If the C-shaped part and the I-shaped part of the core are arranged relative to each other in such a way that the rotating core is formed, it can also be provided that the first and second connection ends are/are connected in order to form the first, detachable connection point of the to form a conductor.
  • connection ends can be connected to one another to form the second, releasable connection point of the current conductor.
  • the measuring coil can also be referred to as a measuring winding and/or can be designed as such.
  • Each winding section preferably comprises a plurality of turns of the current conductor.
  • the measuring coil is preferably formed exclusively by the uninterrupted current conductor wound around the core.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core has at least one section with a plurality of magnetic plates which are arranged opposite one another, in particular parallel, and spaced from plate to plate by a gap.
  • the magnetic plates are preferably designed as ferromagnetic plates. It has been found advantageous that when the magnetic permeability of the core is small, the possible problem of core saturation can be prevented with a primary current through the primary power line having a frequency equal to or higher than the operating frequency. For example, the operating frequency is less than 100 Hz. In order to achieve a reduction in the magnetic permeability of the core, the multiple gaps between the plates are therefore provided. The multiple gaps cause the lowering of the magnetic permeability of the core, which can prevent the problem of core saturation.
  • the core in this embodiment is formed by the plurality of magnetic, in particular ferromagnetic, plates and the gaps.
  • Each gap between two oppositely arranged plates is preferably designed such that the plates are arranged without contact with one another and/or the maximum distance between the plates is less than 1 mm, less than 0.5 mm, or less than 0.1 mm.
  • the distance between the plates arranged without contact with one another is preferably between 0.02 mm and 0.08 mm, preferably between 0.05 mm and 0.06 mm.
  • Each gap may be referred to and/or configured as a non-magnetic or non-ferromagnetic gap.
  • the gaps are preferably distributed symmetrically to the radial plane of the core.
  • the plates of the core are distributed symmetrically to the radial plane of the core.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core has a plurality of sections, each with a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates, the plates of the respective section being arranged opposite one another, in particular parallel, and in direct contact from plate to plate , and wherein the sections of the core are arranged in tandem and spaced from section to section by a gap.
  • a core that is rectangular in cross-section may have four edges (eg, two parallel horizontal edges and two parallel vertical edges). At least one of the edges can be divided into at least two parts.
  • the core, which is rectangular in cross-section can have, for example, five sections, each with a plurality of plates. However, it is also possible for the core to have a smaller or larger number of sections.
  • each edge of the core can in turn be divided into a large number of sections. It is preferably provided that the plates of a respective section are in direct contact from plate to plate and are therefore arranged one behind the other.
  • a plurality of sections, each having a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates, can be arranged one behind the other in one edge, with the sections being spaced from section to section by a respective gap. Each gap separates the panel located at an adjacent end of one section from an opposing panel of the subsequent section.
  • Each section can comprise, for example, between two tiles and 50 tiles, in particular between five tiles and 30 tiles, preferably between five tiles and 15 tiles.
  • the core can have a large number of sections, with the aforementioned characteristics of the sections in particular, relates only to a subset of this larger number of sections.
  • the aforementioned features can relate to each section of the core.
  • section-to-section gap reference is made to the advantageous explanations, preferred features, effects and advantages in a manner analogous to that previously explained for the plate-to-plate gap.
  • each gap is designed as an air gap or a spacer is placed in each gap. If a spacer is introduced into a gap, the respective gap can be formed entirely by the spacer.
  • Each spacer can be made of paper, in particular laminated paper, or plastic, in particular glass fiber plastic.
  • each spacer is formed from a non-ferromagnetic material. This can reduce or even prevent the possible problem of core saturation.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the plates of each pair of plates spaced apart from a gap are arranged in a contact-free manner spaced apart from one another with a plate spacing of between at least 0.001 mm and a maximum of 0.7 mm.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring device has a first shielding, which has a first protective element and preferably a second protective element.
  • the first shielding can also be referred to as a first shielding device and/or be designed as such.
  • the first shield forms part of the measuring device.
  • the first shield can be formed exclusively by the first protective element.
  • the first shielding can include further parts, in particular the second protective element, in addition to the first protective element.
  • the first shielding can serve and/or be designed to prevent and/or dampen electromagnetic interference that affects the measuring device from the outside. Provision can also be made for the first shielding to be designed in order to prevent electromagnetic fields from penetrating the first shielding and emitting them into the environment as electromagnetic interference.
  • the first protective element is preferably designed as a shielding plate or as a shielding grid.
  • the first shield can include the first protection element and have the second protective element and/or be completely formed by these protective elements. However, it is also possible for the first shielding to be formed solely by the second protective element.
  • the second protective element is preferably designed as a shielding plate or as a shielding grid.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first protective element is designed as an electrically conductive protective element which is arranged on the outside of the core and the measuring coil and runs at least essentially completely around the core in the circumferential direction.
  • the first protective element is preferably arranged on the outside of the core and/or the measuring coil in the radial direction.
  • the first protective element preferably has no direct contact with the measuring coil and/or the core. Rather, it is preferably provided that the first protective element is at a distance from the measuring coil and/or the core. In addition, it is preferably provided that the first protective element is electrically conductive.
  • the first protective element can thus form at least part of a cage, in particular a Faraday cage, which is arranged on the outside of the core and at least essentially completely surrounds the core in the circumferential direction.
  • the first protective element provides protection against electromagnetic interference for the measuring coil and/or the core.
  • the first protective element is preferably interrupted at one point in the circumferential direction. Alternatively, however, it is also possible for the first protective element to be designed to run completely and/or uninterruptedly in the circumferential direction of the core.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the second protective element is designed as an electrically conductive protective element arranged on the inside of the core and the measuring coil and running at least substantially completely around the core in the circumferential direction.
  • the second protective element is preferably arranged on the inside of the core and/or the measuring coil in the radial direction.
  • the second protective element can thus be arranged at least partially or completely in the interior space which is enclosed by the core of the measuring device.
  • the second protective element preferably has no direct contact with the measuring coil and/or the core. Rather, it is preferably provided that the second protective element is at a distance from the first measuring coil and/or the core. In addition, it is preferably provided that the second protective element is electrically conductive.
  • the second protective element can thus form at least part of a cage, in particular a Faraday cage, which is arranged in the interior of the core and/or is designed to run at least essentially completely around the core in the circumferential direction.
  • the first element of protection provides for the Measuring coil and / or the core protection against electromagnetic interference.
  • the second protective element is preferably interrupted at one point in the circumferential direction. Alternatively, however, it is also possible for the second protective element to be designed to run completely and/or uninterruptedly in the circumferential direction of the core.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first shielding is designed as a ring-shaped shield running in the circumferential direction of the core, which encloses the core and the measuring coil at least essentially in the form of a tube, with the ring-shaped shield being formed of two in the circumferential direction of the Core circumferential, shell-shaped protective elements is formed, which form the first and second protective element.
  • the cross-sectional area of the ring-shaped shield, which is aligned perpendicularly to the circumferential direction is preferably rectangular, in particular square. Particularly effective shielding against electromagnetic interference can be achieved by the core and the measuring coil being enclosed at least essentially in the form of a tube by the ring-shaped shield.
  • the ring-shaped shielding is designed to run around in a rectangular shape. This applies in particular when the core is designed as a rectangular peripheral core.
  • the ring-shaped shield is preferably divided in a dividing plane in which the circumferential direction of the core runs. Due to the division of the ring-shaped shield in the plane of separation, the ring-shaped shield forms the first and second shell-shaped protective elements, each running around in the circumferential direction.
  • the first and second protective elements are preferably detachably connected to one another.
  • the first and second protective element it is also possible for the first and second protective element to be permanently connected to one another in the parting plane, for example welded to one another.
  • the ring-shaped shielding with the two cup-shaped protective elements offers the advantage that each of the two cup-shaped protective elements can be pushed over the core and the measuring coil from opposite sides, so that the two cup-shaped protective elements touch in the parting plane to create an electrical and/or mechanical to be able to make contact.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that an outer contour of the ring-shaped shield and/or each shell-shaped protective element is rectangular, and/or an inner contour formed by the ring-shaped shield and/or by each shell-shaped protective element is rectangular.
  • the annular shield Core and the measuring coil encloses tubular.
  • the core is designed to run around in a rectangular shape.
  • the outer contour of the ring-shaped shield, and thus preferably also the outer contour of each of the two shell-shaped protective elements is rectangular.
  • An interior space that is open on opposite sides is formed by the core of the measuring device running around in a rectangular shape.
  • the two shell-shaped protective elements which also run around in the circumferential direction, can engage in this interior space. It has therefore turned out to be advantageous if the inner contour of the ring-shaped shield and/or the inner contour of each of the two shell-shaped protective elements is rectangular. Because in this case, the passage area of the interior that is still open between the two opposite sides is particularly large.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first protective element and the second protective element are electrically connected to one another or are formed integrally as a common protective element. If the first and second protective elements are electrically connected to one another, the first and second protective elements can form a Faraday cage, which protects the core and the measuring coil from electromagnetic interference. If the first and second protective element are formed integrally or are detachably connected to one another in such a way that they are in electrical contact with one another, it is possible for the first and second protective element to form a common protective element.
  • the common protective element can run in the circumferential direction of the core in the manner of a torus, so that the core and the measuring coil are arranged within an interior space formed by the protective element.
  • the interior formed by the common protective element does not necessarily have to be closed. For example, it is possible that the first protective element and the second protective element are each formed by a grid, so that the common protective element is also formed by a common grid or by two grids.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first shielding is electrically connected to the reference connection.
  • the reference connection can thus be electrically connected to the first protective element and/or the second protective element. This refinement is particularly advantageous when the reference connection is coupled to ground potential.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that a protective distance between the core and/or the measuring coil on the one hand and the at least one protective element of the first shield on the other hand is predetermined in such a way that a predetermined electrical capacitance between the core and/or the Measuring coil and on the other hand the first shield is formed.
  • the electrical capacity affects the transfer function between the measuring device and a differential amplifier of the current transformer.
  • the electrical capacitance can determine a limit frequency of a low-pass characteristic of the transfer function or at least have an influence on it.
  • the electrical capacitance can be set and/or predetermined by the predetermined selection of the protective distance. This also allows the cut-off frequency for the transfer function to be determined. With a suitable choice of the limit frequency, it is therefore possible to dampen high-frequency noise or high-frequency interference signals, whereas low-frequency useful signals are transmitted from the measuring device to the differential amplifier. It is therefore possible by means of the measuring device to detect the primary current in a primary current conductor in a manner that is robust in relation to high-frequency interference signals by means of the current transformer.
  • a further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring device can also be actuated as a feed device, such that a current is fed into a primary current conductor that is routed through the interior space formed by the core.
  • the primary current line is guided through the measuring device and a current is coupled into the current conductor wound around the core.
  • the current flowing through the current conductor causes a current in the primary current conductor, which is passed through the measuring device, by electromagnetic induction. It is thus possible, using one and the same measuring device, both to measure a current flowing through the primary current conductor and to feed a current into the primary current conductor.
  • a current converter having the features of claim 20.
  • a current converter is therefore provided which has a measuring device and a differential amplifier.
  • the measuring device is designed according to the first aspect of the invention and/or one of the associated advantageous configurations.
  • the current transformer stands out characterized in that a first input connection of the differential amplifier is electrically connected to the first conductor end of the current conductor of the measuring device by means of a shielded, first connecting line.
  • a second input connection of the differential amplifier is electrically connected to the second conductor end of the current conductor of the measuring device by means of a shielded, second connecting line.
  • the reference connection is preferably coupled to or can be coupled to a predetermined electrical reference potential.
  • the differential amplifier is preferably designed to generate a measurement signal at the output of the differential amplifier as a function of the signals at the input terminals of the differential amplifier.
  • the differential amplifier preferably generates the measurement signal in such a way that the measurement signal represents a primary current which flows through a primary current conductor which runs through an interior space formed by the core of the measuring device.
  • the measurement signal from the differential amplifier can thus form an output signal from the current converter.
  • the current converter can have an output connection which is electrically connected to the output of the differential amplifier, so that the measurement signal can be made available at the output connection.
  • the first and second connection lines are each shielded. This can effectively prevent electromagnetic interference signals acting on the connecting lines from the outside leading to noise in the measurement signal.
  • Coupling the reference connection to a predetermined electrical reference potential offers the advantage that the measuring device generates differential signals at the first and second input connection. These can be used particularly advantageously by the differential amplifier in order to generate the measurement signal at the output of the differential amplifier.
  • An advantageous embodiment of the current transformer is characterized in that the reference connection is coupled to ground potential. In principle, however, it is also possible for the reference connection to be coupled to a different, predetermined electrical potential than the ground potential.
  • a further advantageous embodiment of the current transformer is characterized in that each of the two connecting lines has an associated line shielding, each of which is coupled to ground potential, with the reference connection being separated from the line shielding in such a way that no direct electrical connection is made that is not via ground potential runs, is formed from the reference potential to at least one of the line shields.
  • Each of the two line connections can be formed by a coaxial cable with a shield on the jacket side, which forms the respective line shield.
  • a further advantageous embodiment of the current transformer is characterized in that the differential amplifier has a second shielding which is coupled to ground potential, the second shielding being separated from the line shielding in such a way that no direct electrical connection which does not run via ground potential from the second shield to at least one of the line shields.
  • Fig. L shows an advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
  • FIG. 2 shows the advantageous embodiment of the measuring device in a schematic block diagram representation.
  • FIG 3 shows an advantageous embodiment of the core of the measuring device in a schematic sectional view.
  • FIG. 4 shows a first advantageous embodiment of a section of the core in a schematic representation.
  • FIG. 5 shows a second advantageous embodiment of a section of the core in a schematic representation.
  • 6 shows a second advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
  • FIG. 11 shows a fourth advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
  • FIG. 12 shows a fifth advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
  • 13 to 14 show an advantageous embodiment of the first shielding of the measuring device.
  • a first, advantageous embodiment of a measuring device 2 is shown schematically in FIG.
  • the measuring device 2 serves as a measuring device 2 for a current transformer 4, which is shown in an advantageous embodiment, for example, in FIG.
  • the measuring device 2 has a revolving core 6 , a measuring coil 8 and a reference connection 10 .
  • the measuring coil 8 is formed by a current conductor 12 wound around the core 6 .
  • the current conductor 12 extends uninterruptedly from a first conductor end 14 to a second conductor end 16.
  • the reference connection 10 is electrically conductively connected to the current conductor 12 in the middle between the first conductor end 14 and the second conductor end 16.
  • the core 6 is preferably made up of at least 80%, at least 90%, or at least 95% of a magnetic, in particular ferromagnetic, material such as, for example, an MgZn ferrite. As can be seen from FIG. 1, it is also preferred for the core 6 to be in the form of a peripheral, rectangular core 6 .
  • the core 6 thus has an interior space 54 on the inside.
  • the interior space 54 is designed to be open on opposite sides in the axial direction, which is perpendicular to the plane of the drawing.
  • the radial direction R of the core 6 is perpendicular to the axial direction.
  • a radial plane of the core 6 is defined by the axial direction and the radial direction R. Reference is made to this radial plane where appropriate.
  • the current conductor 12 is wound around the core 6 and extends from the first conductor end 14 to the second conductor end 16.
  • the winding of the current conductor 12 around the core 6 results in a large number of turns.
  • the current conductor 12 therefore forms a measuring coil 8 of the measuring device 2.
  • the plurality of windings of the measuring coil 8 is distributed in the circumferential direction U of the core 6, in particular distributed in such a way that so that the same number of turns of the measuring coil 8 are arranged on both sides of the radial plane.
  • the large number of windings of the measuring coil 8 is particularly preferably arranged in a uniformly distributed manner in the circumferential direction U of the core 6 .
  • the measuring coil 8 is arranged symmetrically to the radial plane of the core 6 .
  • a part of the measuring coil 8 can be arranged on one side of the radial plane and the other part of the measuring coil 8 can be arranged on the other side of the radial plane such that the measuring coil 8 is distributed symmetrically to the radial plane of the core 6 .
  • the measuring coil 8 can be formed by a plurality of winding sections 62 which are electrically connected in series by the current conductor 12 .
  • Each of the winding sections 62 has a multiplicity of windings which are formed by the current conductor 12 .
  • the current conductor 12 thus extends, for example, from the first conductor end 14 to a first winding section 64, in which the current conductor 12 is wound around the core 6 in a large number of turns.
  • the current conductor 12 extends from the first winding section 64 to a second winding section 66 in which the current conductor 12 is wound around the core 6 in a large number of turns.
  • a plurality of winding sections 62 can be distributed in the circumferential direction U of the core 6 .
  • the winding sections 62 can be distributed in such a way that the measuring coil 8 is distributed symmetrically to the radial plane of the core 6 .
  • the reference connection 10 is electrically connected to the current conductor 12 in the middle between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 .
  • the reference connection 10 can thus be arranged directly on the current conductor 12 .
  • the reference connection 10 is electrically connected to the current conductor 12 in the middle between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 .
  • Centered between the two conductor ends 14, 16 can mean that a first partial length 56 of the current conductor 12 from the reference connection 10 to the first conductor end 14 and a second partial length 58 of the current conductor 12 from the reference connection 10 to the second conductor end 16 are of the same length or one have a deviation in length of no more than 10% or no more than 5%.
  • the current conductor 12 wound around the core 6 can also be referred to as a secondary current conductor 12 .
  • a further, primary current conductor (not shown) guided in the axial direction through the inner space 54, and a primary current flows through the primary current conductor, the primary current causes a current in the secondary current conductor 12 by electromagnetic induction, this current also being referred to as the secondary current.
  • the reference connection 10 which is electrically connected to the current conductor 12 centrally between the two conductor ends 14 , 16 offers the advantage that a predetermined electrical potential can be caused at the connection point between the reference connection 10 and the electric current conductor 12 .
  • the reference connection 10 can be connected and/or coupled to ground potential 46 so that the point on the current conductor 12 that is connected to the reference connection 10 must have the predetermined potential, here the ground potential 46 .
  • the current induced in the current conductor 12 therefore causes what is known as a differential current signal at the conductor ends 14, 16.
  • the differential current signal is also referred to as a symmetrical current signal or as a push-pull current signal.
  • the differential current signal serves as a useful signal for the current transformer 4. Electromagnetic interference acting on the measuring device 2 from the outside can, however, only cause common-mode interference signals at the conductor ends 14, 16 due to the reference connection 10, which is preferably coupled to a predetermined electrical potential .
  • the measuring device 2 is used for a current transformer 4, as is shown, for example, and schematically in FIG. 42 of the differential amplifier 36 generates an output signal at the output terminal 60 of the differential amplifier 36 .
  • the common-mode interference signal has little or no influence on the output signal.
  • the output signal is therefore at least essentially influenced by the useful signal.
  • the useful signal depends on the primary current through the primary current conductor 12 .
  • the measuring device 2 thus offers the advantage that the measuring device 2 contributes to being able to detect the primary current as robustly as possible with respect to external electromagnetic interference.
  • the reference connection 10 which is electrically connected centrally to the current conductor 12, is electrically connected to the current conductor in such a way that a first impedance of the current conductor 12 between the reference connection 10 and the first conductor end 14 and a second impedance of the current conductor 12 between the reference connection 10 and the second conductor end 16 are the same or have a maximum deviation of 5% or 10%.
  • the deviation is particularly preferably not more than 5%.
  • the deviation is a maximum of 2%. The smaller the deviation between the first and second impedance, the more precisely the differential useful signal is generated at the conductor ends 14, 16.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of the first advantageous embodiment of the measuring device 2.
  • the measuring coil 8 is symbolized by two parts, one part being arranged in each partial length between the reference connection 10 and the two conductor ends 14,16.
  • the measuring device 2 has a first shielding 30 .
  • the first shielding 30 can also be referred to as a first shielding device 30 and/or can be designed as such.
  • the first shield 30 preferably includes a first protective element 32 .
  • the first protective element 32 can be designed as a first protective plate 32 or as a first protective grid 32 .
  • the first protective element 32 is formed from an electrically conductive material.
  • the first protective element 32 can be arranged completely surrounding the core 6 in the circumferential direction U and on the outside of the core 6 and the measuring coil 8 .
  • the first protective element 32 has no immediate and direct contact with the core 6 and/or the measuring coil 8 . Rather, it is preferably provided that there is at least a first minimum distance M between the inside of the first protective element 32 and the point on the measuring coil 8 and/or the core 6 that is the least far away.
  • the first minimum distance M can be at least 2 mm, at least 5 mm or at least 10 mm, for example.
  • the first protective element 32 can form at least part of a Faraday cage for protection against external electromagnetic interference.
  • the first shield 30 can alternatively or additionally have a second protective element 34 .
  • the second protective element 34 can be designed as a second protective plate 34 or as a second protective grid 34 .
  • the second protective element 34 is formed from an electrically conductive material.
  • the second protective element 34 can Circumferential direction U of the core 6 be formed completely circumferentially.
  • the second protective element 34 has no immediate and direct contact with the core 6 and/or the measuring coil 8 . Rather, it is preferably provided that there is at least a second minimum distance K between the outside of the second protective element 34 and the point on the measuring coil 8 and/or the core 6 that is the least far away.
  • the second minimum distance K can be at least 2 mm, at least 5 mm or at least 10 mm, for example.
  • the second protective element 34 can form at least part of one or the aforementioned Faraday cage for protection against electromagnetic interference acting from the outside.
  • the first protection element 32 and the second protection element 34 are electrically connected to one another.
  • the two protective elements 32, 34 can have direct contact with one another.
  • the first protective element 32 and the second protective element 34 can be designed as a common and/or integral protective element. This protective element can thus form both protective elements 32, 34.
  • a second advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG. This configuration of the measuring device 2 differs from the previously explained measuring device 2 only in the configuration of the shielding 30.
  • the advantageous embodiment of the shielding 30 shown in FIG. 6 is formed by a common protective element, with this common protective element forming the first protective element 32 and the second protective element 34 .
  • the common protective element can be designed in one piece.
  • the first protective element 32 does not run all the way around in the circumferential direction U of the core 6 , but has a first recess 70 extending in the circumferential direction U.
  • the second protective element 34 is also not designed to be completely circumferential in the circumferential direction U of the core 6 , but has a second recess 72 extending in the circumferential direction U.
  • the first and second protective element 32, 34 are electrically and/or mechanically connected to one another.
  • an electrical capacitance between the core 6 and/or the measuring coil 8 on the one hand and the first shielding 30 on the other hand has a predetermined value.
  • the electrical capacity is therefore preferably predetermined.
  • an average protective distance B between the core 6 and/or the measuring coil 8 on the one hand and the at least one protective element 32, 34 of the shielding 30 on the other hand is designed in such a way that the predetermined electrical capacitance is achieved.
  • the electrical capacitance is selected by designing the average protective distance B in such a way that the useful signal is transmitted from the measuring device 2 to the differential amplifier 36, but an interference signal that acts on the measuring device 2 from the outside is preferably strongly damped and thus at most with a reaches the differential amplifier 36 with a very small signal level.
  • FIG. 3 An advantageous embodiment of the core 6 of the measuring device 2 is shown schematically in FIG. It can be seen from FIG. 3 that the core 6 can be formed by four edges 74, specifically two edges 74 running in the horizontal direction and two edges 74 running in the vertical direction. Each edge 74 can also be used as an edge element 74 of the core 6 designated and/or designed. The edges 74 of the core 6 may be in contact with each other such that the core 6 is circumferentially continuous and formed entirely by the edges 74 .
  • the core 6 has at least one section 18 with a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates 20 which are arranged opposite one another, in particular parallel, and spaced from plate 20 to plate 20 by a gap 22 .
  • This advantageous configuration of a section of the core is shown schematically in FIG.
  • the panels 20 of section 18 are not in intimate and direct contact with each other.
  • Each pair of opposed plates (plate pair) of section 18 is separated by a gap 22 associated therewith.
  • the plates 20 of each plate pair of section 18 spaced apart by a gap 22 are thus non-contact with a plate spacing D of between at least 0.001 mm and a maximum of 2.5 mm, preferably between 0.005 mm and 1 mm. spaced apart from each other.
  • Plate spacing D is preferably the minimum distance between plates 20 of the plate pair.
  • a plurality of gaps 22 consequently also arise in section 18.
  • the plurality of plates 20 and the plurality of gaps 22 can effectively saturate the core 6 be prevented.
  • Each section 18 includes at least 5 panels, at least 10 panels, or at least 20 panels. It is preferably provided that each section 18 has at most 500, at most 200 or at most 100 plates.
  • each edge 74 has at least one section 18 with the plurality of magnetic, in particular ferromagnetic, plates 20 .
  • a single section 18 can extend over the entire length of the respective edge 74 .
  • the core 4 has a plurality of sections 24 .
  • Each section 24 in turn has a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates 26, the plates 26 of the respective section 24 being arranged opposite one another, in particular parallel, and in direct contact from plate 26 to plate 26.
  • the plurality of sections 24 of the core 4 are arranged one behind the other and spaced apart from one another by a gap 28 from section 24 to section 24 .
  • Each gap 28 thus separates the panel 26 located at one end of one section 24 from an opposite panel 26 of the subsequent section 24.
  • each section 24 can, for example, comprise between 2 and 50 plates, in particular between 5 and 30 plates, preferably between 5 and 15 plates. Saturation of the core 6 can be effectively prevented by the plurality of sections 24 and the corresponding plurality of gaps 22 .
  • each of the edges 74 shown in FIG. 3 it is possible for each of the edges 74 shown in FIG. 3 to be formed by a plurality of sections 24. These sections 24 are each separated from section 24 to section 24 by a gap 28 .
  • the current converter 4 has the measuring device 2 and the differential amplifier 36 .
  • a first input connection 38 of the differential amplifier 36 is connected to the first conductor end 14 of the current conductor by means of a shielded, first connecting line 40 12 of the measuring device 2 is electrically connected.
  • a second input connection 42 of the differential amplifier 36 is electrically connected to the second conductor end 16 of the current conductor 12 of the measuring device 2 by means of a shielded, second connecting line 44 .
  • the reference connection 10 of the measuring device 2 is coupled to a predetermined electrical reference potential.
  • the reference potential is preferably the ground potential 46.
  • a differential useful signal generated by the measuring device 2 at the conductor ends 14 , 16 is generated by a primary current of a primary current conductor (not shown), which is routed through the interior 54 of the measuring device 2 .
  • the differential useful signal is transmitted to the two input terminals 38, 42 of the differential amplifier 36 by means of the two connecting lines 40, 44.
  • the differential amplifier 36 is designed to generate an output signal at the output terminal 60 of the differential amplifier 36 based on a voltage difference at the two input terminals 38, 42.
  • the output signal is thus dependent on the primary current via the useful signal.
  • the output signal represents the primary current.
  • the two connecting lines 40, 44 are shielded in order to be protected from external, electromagnetic interference signals.
  • the connecting lines 40, 44 can be shielded by a common line shield 76.
  • the common line shielding 76 is arranged at a distance from the two connecting lines 40, 44 in an electrically insulated manner.
  • the common line shield 76 may be formed from a coiled and/or braided metal tape.
  • the differential amplifier 36 has an associated shielding 52 .
  • This tuning 52 is referred to as the second shield 52 .
  • the second shield 52 can be formed by a grid housing, for example.
  • the second shielding 52 is preferably arranged and/or designed in such a way as to protect the differential amplifier 36 from external, electromagnetic interference signals.
  • FIG. 8 A further advantageous embodiment of the current converter 4 is shown schematically in FIG.
  • the current converter 4 essentially corresponds to the current converter 4 explained above. Reference is therefore made to the corresponding explanations in an analogous manner.
  • the current transformer 4 shown in FIG. 8 differs in that the common line shielding 76 is also electrically connected to the first shielding 30 of the measuring device 2 . In particular, it is provided that there is an electrical connection between the common line shielding 76 and the first protective element 32 of the first shielding 32 .
  • FIG. 9 A further advantageous embodiment of the current converter 4 is shown in FIG.
  • the current converter 4 essentially corresponds to the current converter 4 explained above. Reference is therefore made to the corresponding previous explanations for this current converter 4 in an analogous manner.
  • the current transformer 4 shown in FIG. 9 differs in that the current transformer 4 has the measuring device 2 shown in FIG. 6 and not the measuring device 2 from FIG.
  • the current transformer 4 shown in FIG. 9 differs in that each of the two connecting lines 40, 44 has a separate, associated line shield 48, 50.
  • the two line shields 48, 50 are preferably separately coupled to ground potential 46, as shown in FIG.
  • the reference connection 10 is separated from the line shields 48, 50 in such a way that no direct electrical connection that does not run via the ground potential 46 is formed from the reference connection 10 to at least one of the line shields 48, 50.
  • Each of the two line connections 40, 44 can be designed in the manner of a coaxial cable with the associated shielding 48, 50 on the jacket side, which forms the respective line shielding 48, 50.
  • Each of the two shields 48, 50 can be formed by a wound and/or braided metal band.
  • the second shielding 52 of the differential amplifier 36 is coupled separately to ground potential 46, the second shielding 52 being separated from the two line shields 48, 50 in such a way that no direct electrical connection other than ground potential 46 is formed from the second shield 52 to at least one of the line shields in 48,50.
  • FIG. 1 A third advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG.
  • This configuration of the measuring device 2 differs from the first, advantageous configuration (Fig. 1) of the measuring device 2 in the multi-part configuration of the core 6, the multi-part configuration of the measuring coil 8 and the multi-part configuration of the first shield 30.
  • Fig. 1 the first, advantageous configuration of the measuring device 2 in the multi-part configuration of the core 6, the multi-part configuration of the measuring coil 8 and the multi-part configuration of the first shield 30.
  • the core 6 is formed from two parts.
  • the first part 78 of the core 6 is preferably designed as a part 78 of the core 6 which is C-shaped in cross section.
  • the second part 80 of the core 6 is preferably designed as a part 80 of the core 6 with an I-shaped cross section.
  • the I-shaped part 80 of the core 6 can be placed on the leg-shaped ends of the C-shaped part 78 of the core so that the respective leg ends of the C-shaped part 78 of the core 6 are connected by the I-shaped part 80 of the core 6 .
  • a direct, mechanical and/or electrical contact can thereby occur between the I-shaped part 80 and the C-shaped part 78 of the core 6 .
  • the I-shaped part 80 can be arranged relative to the C-shaped part 78 in such a way that the core 6 has a rectangular cross-section that runs all the way around.
  • the multi-part, in particular two-part design of the core 6 offers the advantage that the core 6 can be arranged particularly easily around a primary power line, so that the core 6 surrounds the primary power line in the form of a ring. In other words, in this case the primary current line will pass through the interior space 54 formed by the core 6 .
  • FIG. 10 also shows the advantageous embodiment of the measuring coil 8 as a multi-part measuring coil 8 .
  • the measuring coil 8 is basically formed by the current conductor 12 wound around the core.
  • the current conductor 12 extends from the first conductor end 14 to the second conductor end 16.
  • connection points 82, 84 are only selected for better representation in FIG. 10 and/or can be used for assembly.
  • the current conductor 12 extends uninterruptedly from the first conductor end 14 to the second conductor end 16.
  • the current conductor 12 extends from the first conductor end 14 to a first connection end 92.
  • the current conductor 12 extends from a second connection end 94 to a third connection end 96.
  • the current conductor 12 extends from a fourth connection end 98 to the second conductor end 16.
  • the continuous connection of the electrical conductor 12 can be achieved by connecting the first connection end 92 to the second connection end 94 .
  • This can be an integral connection or a detachable connection.
  • the uninterrupted connection of the current conductor 12 can be achieved at the second connection point 84 by the third connection end 96 being connected to the fourth connection end 98. This can be an integral connection or a detachable connection.
  • the first shield 30 is designed as a multi-part shield.
  • the shield 30 may include and/or be formed from a first protective element 32 and a second protective element 34 .
  • the first protective element 32 can enclose the C-shaped part 78 of the core 6 and the first and second winding section 86, 88 of the measuring coil 8 in the form of a hose.
  • the result of this is that the first protective element 32 can also be designed with a C-shaped cross section.
  • the second protective element 34 can completely surround the I-shaped part 80 of the core 6 .
  • the second protective element 34 can also have an I-shaped cross section.
  • the reference connection 10 is preferably electrically conductively connected to the current conductor 12 in the middle between the second connection end 94 and the third connection end 96 . If the I-shaped part 80 of the core 6 is placed on the C-shaped part 78 of the core 6 and the aforementioned pairs of connection ends 92, 94 or 96, 98 are also connected to one another, the result is that the reference connection 10 is centered between the first Conductor end 14 and the second conductor end 16 is electrically conductively connected to the current conductor 12 .
  • a fourth advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG.
  • This fourth embodiment of the measuring device 2 differs from the third advantageous embodiment of the measuring device 2, as shown in Figure 10, in that the I-shaped part 80 of the core 6 has no winding section, in particular not the second winding section 88.
  • the first connection end 92 in the third advantageous embodiment of the measuring device 2 is not used for the detachable connection to a further connection end, but rather the first connection end 92 is electrically conductively connected to the first protective element 32 .
  • the first protective element 32 is designed to be electrically conductive. An electrically conductive connection between the first connection end 92 and the fourth connection end 98 is therefore produced by the first protective element 32 .
  • This connection formed by the first protective element 32 between the two connection ends 92, 98 thus simultaneously forms part of the current conductor 12, which extends from the first conductor end 14 to the second conductor end 16. It has therefore turned out to be advantageous if the reference connection 10 is electrically conductively connected to the first protective element 32 in the middle between the first connection end 92 and the fourth connection end 98 . This ensures that the reference connection 10 is electrically conductively connected centrally between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 to the current conductor 12 , in particular formed here in sections by the dual function of the first protective element 32 .
  • a fifth advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG.
  • This fifth embodiment of the measuring device 2 differs from the third and fourth advantageous embodiment of the measuring device 2, as shown in FIGS /or Effects, reference is made to the explanations relating to the first, third and fourth advantageous embodiment of the measuring device 2 .
  • the measuring coil 8 is formed by the uninterrupted current conductor 12 wound around the core 6 and extending uninterruptedly from the first conductor end 14 to the second conductor end 16 . No detachable connection points are provided in the current conductor 12 .
  • the measuring coil 8 is arranged exclusively on the C-shaped part 78 of the core 6 .
  • the reference connection 10 is electrically conductively connected to the current conductor 12 in the center between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 .
  • the reference termination 10 is preferably also electrically connected to the first protection element 32 .
  • the first shielding 30 is designed as an annular shielding 30 running around in the circumferential direction U of the core 6 and enclosing the core 6 and the measuring coil 8 at least essentially in the form of a tube.
  • This configuration of the first shield 30 is also referred to as an annular shield 30 .
  • the ring-shaped shield 30 is formed by two shell-shaped protective elements 32, 34, each running around in the circumferential direction U of the core. These two shell-shaped protective elements 32, 34 form the first and second protective elements 32, 34 of the first shield 30.
  • the first shield 30 from FIG. 13 is shown in a sectional illustration in FIG.
  • the first protective element 32 and the second protective element 34 are mirror-symmetrical and/or shell-shaped, in particular annular shell-shaped.
  • Each of the two protective elements 32, 34 runs in the circumferential direction U of the core 6 in a rectangular shape.
  • the outer contour 100 of the annular shield 30 and the outer contour 100 of each of the two shell-shaped protective elements 32, 34 are each rectangular, at least in cross section.
  • the inner contour 102 formed by the ring-shaped shield 30 is also rectangular, at least in cross section.
  • Each of the two shell-shaped protective elements 32, 34 forms part of the inner contour 102, so that the inner contour formed by each of the two protective elements 32, 34 is also rectangular, at least in cross section.
  • the embodiment of the first shielding 30 shown in FIGS. 13 and 14 offers the advantage that the two shell-shaped protective elements 32, 34 can be pushed over the core 6 and the measuring coil 8 from the front or rear. so that a closed protective space 104 is formed by the first shielding 30, in which both the core 6 and the measuring coil 8 are arranged (not shown). This ensures effective protection against electromagnetic interference.
  • first winding section 66 first winding section 66 second winding section 68 common protective element 70 first recess 72 second recess

Abstract

The invention relates to a measuring device (2) for a current converter (4). The measuring device (2) comprises a peripherally extending core (6), a measuring coil (8) and a reference terminal (10). The measuring coil (8) is formed by a current conductor (12) which is wound around the core (6) and which extends from a first conductor end (14) to a second conductor end (16). The reference terminal (10) is electrically connected to the current conductor (12) centrally between the first conductor end (14) and the second conductor end (16). The invention also relates to a current converter (4), comprising a measuring device (2) and a differential amplifier (36).

Description

Messvorrichtung für einen Stromwandler Measuring device for a current transformer
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für einen Stromwandler. The invention relates to a measuring device for a current transformer.
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. Current transformers are basically known from the prior art. A current transformer has a measuring device. A primary current through an electrical, primary power line can be detected contactlessly by means of the measuring device. The primary power line can be formed, for example, by a cable, in particular a copper cable, through which the primary current flows. In order to record the primary current using the measuring device of the current transformer, the primary current line is passed through the measuring device. In a known embodiment, the measuring device has a circumferential, ring-shaped core, with a measuring coil of the measuring device being formed by a current conductor wound around the core. This current conductor can also be referred to as a secondary current line of the measuring device. In the example mentioned, the primary current line can be passed through the inner space formed by the core. The primary current flowing through the primary power line causes a secondary current in the secondary power line of the measuring device by electromagnetic induction. The secondary current is less than the primary current, preferably inversely proportional to the ratio of the turns of the primary power line to the turns of the secondary power line.
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. When using a current transformer in practice, it was found that electromagnetic interference fields can affect the secondary current. In other words, the secondary current may have a component caused by noise. This component can also be referred to as the spurious component of the secondary current. The spurious component reduces the measurement accuracy with which the primary current can be detected by the current transformer.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung für einen Stromwandler bereitzustellen, die eine gegenüber Störgrößen möglichst robuste Erfassung eines Stroms erlaubt. The object of the invention is to provide a measuring device for a current transformer that allows a current to be detected as robustly as possible with respect to disturbance variables.
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. According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a measuring device having the features of claim 1 Measuring device for a current transformer, the measuring device having a rotating core, a measuring coil and a reference connection. The measuring coil is formed by a current conductor which is wound around the core and extends from a first conductor end to a second conductor end. The reference connection is electrically conductively connected to the current conductor centrally between the first conductor end and the second conductor end. The measuring coil is preferably electrically insulated from the core. For example, the current conductor can be electrically insulated from the core.
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. The measuring device is preferably designed to form part of a current transformer. The measuring device can thus be electrically connected to other parts of the current transformer by means of the associated conductor ends (first and second conductor end).
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. The current conductor of the measuring device wound around the core can be designated and/or configured as the secondary current line. A current flowing through the current conductor wound around the core may be referred to as secondary current or secondary current. When a primary current conductor is passed through the inner space formed by the core and a primary current flows through the primary current conductor, this primary current causes the secondary current in the current conductor of the measuring device by electromagnetic induction. The induction preferably takes place over the entire length of the current conductor of the measuring device. The reference terminal, which is electrically connected to the current conductor of the measuring device centrally between the first conductor end and the second conductor end, preferably serves to generate a differential signal at the two conductor ends when the aforementioned electromagnetic induction leads to a secondary current in the current conductor of the measuring device. The reference connection can be coupled to a predetermined electrical voltage potential, which is also referred to as a reference voltage potential. The voltage signal generated at the two conductor ends then relates to the reference voltage signal predetermined by the reference connection. If the reference voltage connection is connected to ground potential, for example, a positive current is caused by electromagnetic induction at the first conductor end, whereas a negative current is caused by electromagnetic induction at the second conductor end, or vice versa. The voltage potential at the two conductor ends is also different. If the reference voltage potential is assumed to be the ground potential again, the voltage potential at the first conductor end can have an opposite sign to the voltage potential at the second conductor end. Basically that is Reference voltage potential not necessarily the ground potential. Rather, any desired voltage potential can be applied to the reference connection.
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. Electromagnetic interference that affects the measuring device from outside, and in particular the measuring coil, can cause a common-mode interference current in the measuring coil. The central arrangement of the reference connection causes the interference current to be impressed evenly on the two partial lengths of the current conductor wound around the core. The partial lengths mean the first partial length of the current conductor, which extends from the reference connection to the first conductor end, and the second partial length of the current conductor, which extends from the reference connection to the second conductor end. If the measuring device is coupled to a differential amplifier of the current transformer in order to measure the secondary current of the current conductor of the measuring device, the common-mode interference current causes no or only a small interference component at the output of the differential amplifier. The output signal of the differential amplifier is therefore not or only slightly influenced by the electromagnetic interference acting on the measuring device due to the centrally arranged reference connection. The measuring device thus contributes to the fact that the primary current of a primary power line can be detected by means of a current transformer, which includes the measuring device, in a robust manner in relation to electromagnetic interference acting on the measuring device from the outside.
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. In an advantageous embodiment, the central arrangement of the reference connection between the first conductor end and the second conductor end can mean that the first partial length of the current conductor, which extends from the reference connection to the first conductor end, and the second partial length of the current conductor, which extends from the reference connection extends to the second conductor end, are the same or have a deviation of maximum 5% or maximum 10%. For example, the first partial length may be a maximum of 5% or a maximum of 10% longer than the second partial length, or vice versa.
Vorzugsweise ist der Stromleiter der Messvorrichtung von einem elektrisch leitfähigen Draht gebildet. Der Draht kann beispielsweise als ein Kupferdraht ausgebildet sein. The current conductor of the measuring device is preferably formed by an electrically conductive wire. The wire can be formed as a copper wire, for example.
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. The core of the measuring device is preferably designed as a core that is circular in its external cross section or as a core that is rectangular in its external cross section. The core of the measuring device can also be designed and/or designated as a toroidal core. The core of the measuring device preferably forms a ring running around the core in the circumferential direction, in particular in the manner of a toroid. The ring can also be designed as a rectangular ring.
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. The current conductor can be wound around the core in such a way that several winding sections are formed, which are connected in series by means of the current conductor and thereby together form the measuring coil. The measuring coil can also be referred to as a measuring winding and/or can be designed as such. Each winding section preferably comprises a plurality of turns of the current conductor. The measuring coil is preferably formed exclusively by the uninterrupted current conductor wound around the core.
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. The measuring coil of the measuring device is preferably formed by at least two symmetrically arranged winding sections. In principle, further winding sections can also be provided. The winding sections are preferably distributed in the circumferential direction of the core in such a way that the current conductor is wound around the core in a uniformly distributed manner in the circumferential direction of the core. It has proven to be advantageous if the measuring coil is formed by four winding sections, for example. The winding sections are connected in series and thus form the measuring coil. The current conductor extends from winding section to winding section. The reference terminal can be connected to the current conductor between two of the multiple winding sections of the measuring coil. This facilitates a particularly precise central arrangement of the reference connection between the first conductor end and the second conductor end of the current conductor.
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. An advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the reference connection is electrically connected to the current conductor in such a way that a first impedance of the current conductor between the reference connection and the first conductor end and a second impedance of the current conductor between the reference connection and the second conductor end are the same or have a maximum deviation of 5% or 1%. According to this embodiment, it is preferably provided that the maximum deviation of the impedances of the first and second partial lengths of the current conductor is a maximum of 5%. The current conductor preferably has an at least essentially constant diameter. The above-mentioned restriction with regard to the deviation of the impedances can thus be particularly advantageously ensured that an electromagnetic interference signal acting on the measuring device from the outside is distributed equally over the two partial lengths of the current conductor, so that the same interference component is impressed in each of the two current conductors becomes. These spurious components cause a common-mode noise current that is applied to a differential amplifier as a a common-mode signal is not amplified or at most leads to minor interference at the output of the differential amplifier.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the reference connection is connected to a predetermined electrical reference potential. The reference potential can, for example, be a predetermined electrical voltage or be formed by the ground potential.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring coil is distributed symmetrically to a radial plane of the core. A central opening is preferably defined by the rotating core. A longitudinal axis of the core can run in a passage direction through this central opening of the core. The passage direction is therefore also referred to as the axial direction of the core. A radial direction of the core is perpendicular to the axial direction of the core. This preferably also applies when the core is not designed as a circular core, but when the core is, for example, rectangular in cross section. The radial plane of the core is preferably spanned by the axial direction of the core and the radial direction of the core. The symmetrical distribution of the measuring coil to the radial plane of the core offers the advantage that the electrical properties of the first partial length of the current conductor and the electrical properties of the second partial length of the current conductor are at least essentially the same or at most have a maximum deviation of 5%. For example, it is possible that the symmetrical distribution contributes to the first and second impedance being equal or having a maximum deviation of 5%. The same can apply to the lengths, electrical resistances and/or the number of turns of the first and second partial lengths of the current conductor.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core has or is formed from magnetic, in particular ferromagnetic, and/or amorphous material. The core preferably consists of at least 80%, 90% or 95% magnetic, in particular ferromagnetic, material. The remainder of the core may be formed from a non-ferromagnetic material or substance. Iron, cobalt and nickel are ferromagnetic. They therefore form exemplary magnetic or ferromagnetic metals. The magnetic material of the core may be one or more magnetic metals. Particularly preferably, at least 80%, 90% or 95% of the magnetic material of the core is formed by MgZn ferrite. The material of the core can also be in the form of an amorphous material. As special it has turned out to be advantageous if the material of the core, in which a magnetic circuit is formed, is made of ferromagnetic and/or amorphous material. Magnetic material is preferably understood to mean magnetizable material. This material need not be designed to cause a magnetic field. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core is designed in several parts. For example, the core can be formed from several parts. A first part of the core can be formed, for example, as a part with a C-shaped cross section. A second part of the core can be formed, for example, as a cross-section I-shaped part. The I-shaped part can be arranged on the C-shaped part in such a way that the two parts of the core form a peripheral core that has a rectangular cross section and encloses a laterally open inner space. The parts of the core can be placed in direct contact with each other.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring coil is designed in several parts. The measuring coil is basically formed by the current conductor wound around the core. The current conductor extends uninterruptedly from the first conductor end to the second conductor end. However, the current conductor can comprise at least one detachable connection point. The current conductor preferably comprises a number of detachable connection points. At each connection point, the continuous connection of the current conductor can be interrupted and restored, for example to mount the measuring device. The current conductor can be wound around the core in such a way that several winding sections are formed, which are connected in series by means of the current conductor and thereby together form the measuring coil. The measuring coil can have three winding sections, for example. The first winding section of the measuring coil can be formed by the current conductor, for example, in such a way that the current conductor in the first winding section extends from the first conductor end to a first connection end. The second winding section of the measuring coil can, for example, be formed by the current conductor in such a way that the current conductor in the second winding section extends from a second connection end to a third connection end. The third winding section of the measuring coil can be formed by the current conductor, for example, in such a way that the current conductor in the third winding section extends from a fourth connection end to the second conductor end. A first, detachable connection point of the current conductor can be formed, for example, by the first and second connection ends, which are detachably connected to one another. A second, detachable connection point of the current conductor can be formed, for example, by the third and fourth connection end, which can be detachable are connected to each other. The two connection points ensure that the current conductor extends continuously and/or uninterruptedly from the first end of the conductor to the second end of the conductor. The current conductor can be interrupted at the connection points, in particular for assembly or for production purposes. For example, it has proven to be advantageous if the first and third winding sections of the current conductor are arranged on the C-shaped part of the core. Thus, the part of the current conductor forming the first winding section can be wound around a first leg of the C-shaped part of the core. A part of the current conductor forming the third winding section may be wound around a second leg of the C-shaped part of the core. A part of the current conductor forming the second winding section may be wound around the I-shaped part of the core. If the C-shaped part and the I-shaped part of the core are arranged relative to each other in such a way that the rotating core is formed, it can also be provided that the first and second connection ends are/are connected in order to form the first, detachable connection point of the to form a conductor. In addition, the third and fourth connection ends can be connected to one another to form the second, releasable connection point of the current conductor. Once the two connection points have been established, the current conductor wound around the peripheral core extends from the first conductor end to the second conductor end.
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. The measuring coil can also be referred to as a measuring winding and/or can be designed as such. Each winding section preferably comprises a plurality of turns of the current conductor. The measuring coil is preferably formed exclusively by the uninterrupted current conductor wound around the core.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core has at least one section with a plurality of magnetic plates which are arranged opposite one another, in particular parallel, and spaced from plate to plate by a gap. The magnetic plates are preferably designed as ferromagnetic plates. It has been found advantageous that when the magnetic permeability of the core is small, the possible problem of core saturation can be prevented with a primary current through the primary power line having a frequency equal to or higher than the operating frequency. For example, the operating frequency is less than 100 Hz. In order to achieve a reduction in the magnetic permeability of the core, the multiple gaps between the plates are therefore provided. The multiple gaps cause the lowering of the magnetic permeability of the core, which can prevent the problem of core saturation. It should be taken into account that the core in this embodiment is formed by the plurality of magnetic, in particular ferromagnetic, plates and the gaps. Each gap between two oppositely arranged plates is preferably designed such that the plates are arranged without contact with one another and/or the maximum distance between the plates is less than 1 mm, less than 0.5 mm, or less than 0.1 mm. The distance between the plates arranged without contact with one another is preferably between 0.02 mm and 0.08 mm, preferably between 0.05 mm and 0.06 mm. Each gap may be referred to and/or configured as a non-magnetic or non-ferromagnetic gap. The gaps are preferably distributed symmetrically to the radial plane of the core. In addition, it is preferably provided that the plates of the core are distributed symmetrically to the radial plane of the core.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the core has a plurality of sections, each with a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates, the plates of the respective section being arranged opposite one another, in particular parallel, and in direct contact from plate to plate , and wherein the sections of the core are arranged in tandem and spaced from section to section by a gap. A core that is rectangular in cross-section may have four edges (eg, two parallel horizontal edges and two parallel vertical edges). At least one of the edges can be divided into at least two parts. Thus, the core, which is rectangular in cross-section, can have, for example, five sections, each with a plurality of plates. However, it is also possible for the core to have a smaller or larger number of sections. Thus, each edge of the core can in turn be divided into a large number of sections. It is preferably provided that the plates of a respective section are in direct contact from plate to plate and are therefore arranged one behind the other. A plurality of sections, each having a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates, can be arranged one behind the other in one edge, with the sections being spaced from section to section by a respective gap. Each gap separates the panel located at an adjacent end of one section from an opposing panel of the subsequent section. Within each section, it is preferably provided that the plates are arranged one behind the other without any gaps. Each section can comprise, for example, between two tiles and 50 tiles, in particular between five tiles and 30 tiles, preferably between five tiles and 15 tiles. It should be noted that the core can have a large number of sections, with the aforementioned characteristics of the sections in particular, relates only to a subset of this larger number of sections. However, it is also possible for the aforementioned features to relate to each section of the core. For the section-to-section gap, reference is made to the advantageous explanations, preferred features, effects and advantages in a manner analogous to that previously explained for the plate-to-plate gap.
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.A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that each gap is designed as an air gap or a spacer is placed in each gap. If a spacer is introduced into a gap, the respective gap can be formed entirely by the spacer. Each spacer can be made of paper, in particular laminated paper, or plastic, in particular glass fiber plastic.
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.A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that each spacer is formed from a non-ferromagnetic material. This can reduce or even prevent the possible problem of core saturation.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the plates of each pair of plates spaced apart from a gap are arranged in a contact-free manner spaced apart from one another with a plate spacing of between at least 0.001 mm and a maximum of 0.7 mm. As a result, a magnetic flux that occurs when current flows through the primary power line is bundled and guided with little loss.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring device has a first shielding, which has a first protective element and preferably a second protective element. The first shielding can also be referred to as a first shielding device and/or be designed as such. The first shield forms part of the measuring device. The first shield can be formed exclusively by the first protective element. However, it is also possible for the first shielding to include further parts, in particular the second protective element, in addition to the first protective element. The first shielding can serve and/or be designed to prevent and/or dampen electromagnetic interference that affects the measuring device from the outside. Provision can also be made for the first shielding to be designed in order to prevent electromagnetic fields from penetrating the first shielding and emitting them into the environment as electromagnetic interference. The first protective element is preferably designed as a shielding plate or as a shielding grid. The first shield can include the first protection element and have the second protective element and/or be completely formed by these protective elements. However, it is also possible for the first shielding to be formed solely by the second protective element. The second protective element is preferably designed as a shielding plate or as a shielding grid.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first protective element is designed as an electrically conductive protective element which is arranged on the outside of the core and the measuring coil and runs at least essentially completely around the core in the circumferential direction. The first protective element is preferably arranged on the outside of the core and/or the measuring coil in the radial direction. The first protective element preferably has no direct contact with the measuring coil and/or the core. Rather, it is preferably provided that the first protective element is at a distance from the measuring coil and/or the core. In addition, it is preferably provided that the first protective element is electrically conductive. The first protective element can thus form at least part of a cage, in particular a Faraday cage, which is arranged on the outside of the core and at least essentially completely surrounds the core in the circumferential direction. The first protective element provides protection against electromagnetic interference for the measuring coil and/or the core. The first protective element is preferably interrupted at one point in the circumferential direction. Alternatively, however, it is also possible for the first protective element to be designed to run completely and/or uninterruptedly in the circumferential direction of the core.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the second protective element is designed as an electrically conductive protective element arranged on the inside of the core and the measuring coil and running at least substantially completely around the core in the circumferential direction. The second protective element is preferably arranged on the inside of the core and/or the measuring coil in the radial direction. The second protective element can thus be arranged at least partially or completely in the interior space which is enclosed by the core of the measuring device. The second protective element preferably has no direct contact with the measuring coil and/or the core. Rather, it is preferably provided that the second protective element is at a distance from the first measuring coil and/or the core. In addition, it is preferably provided that the second protective element is electrically conductive. The second protective element can thus form at least part of a cage, in particular a Faraday cage, which is arranged in the interior of the core and/or is designed to run at least essentially completely around the core in the circumferential direction. The first element of protection provides for the Measuring coil and / or the core protection against electromagnetic interference. The second protective element is preferably interrupted at one point in the circumferential direction. Alternatively, however, it is also possible for the second protective element to be designed to run completely and/or uninterruptedly in the circumferential direction of the core.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first shielding is designed as a ring-shaped shield running in the circumferential direction of the core, which encloses the core and the measuring coil at least essentially in the form of a tube, with the ring-shaped shield being formed of two in the circumferential direction of the Core circumferential, shell-shaped protective elements is formed, which form the first and second protective element. The cross-sectional area of the ring-shaped shield, which is aligned perpendicularly to the circumferential direction, is preferably rectangular, in particular square. Particularly effective shielding against electromagnetic interference can be achieved by the core and the measuring coil being enclosed at least essentially in the form of a tube by the ring-shaped shield. In addition, it has proven to be advantageous if the ring-shaped shielding is designed to run around in a rectangular shape. This applies in particular when the core is designed as a rectangular peripheral core. The ring-shaped shield is preferably divided in a dividing plane in which the circumferential direction of the core runs. Due to the division of the ring-shaped shield in the plane of separation, the ring-shaped shield forms the first and second shell-shaped protective elements, each running around in the circumferential direction. In the separation plane, the first and second protective elements are preferably detachably connected to one another. However, it is also possible for the first and second protective element to be permanently connected to one another in the parting plane, for example welded to one another. The ring-shaped shielding with the two cup-shaped protective elements offers the advantage that each of the two cup-shaped protective elements can be pushed over the core and the measuring coil from opposite sides, so that the two cup-shaped protective elements touch in the parting plane to create an electrical and/or mechanical to be able to make contact.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that an outer contour of the ring-shaped shield and/or each shell-shaped protective element is rectangular, and/or an inner contour formed by the ring-shaped shield and/or by each shell-shaped protective element is rectangular. As stated above, it is preferably provided that the annular shield Core and the measuring coil encloses tubular. In practice, it has turned out to be advantageous if the core is designed to run around in a rectangular shape. In order to follow this rectangular circumferential contour, it has proven to be advantageous if the outer contour of the ring-shaped shield, and thus preferably also the outer contour of each of the two shell-shaped protective elements, is rectangular. An interior space that is open on opposite sides is formed by the core of the measuring device running around in a rectangular shape. The two shell-shaped protective elements, which also run around in the circumferential direction, can engage in this interior space. It has therefore turned out to be advantageous if the inner contour of the ring-shaped shield and/or the inner contour of each of the two shell-shaped protective elements is rectangular. Because in this case, the passage area of the interior that is still open between the two opposite sides is particularly large.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first protective element and the second protective element are electrically connected to one another or are formed integrally as a common protective element. If the first and second protective elements are electrically connected to one another, the first and second protective elements can form a Faraday cage, which protects the core and the measuring coil from electromagnetic interference. If the first and second protective element are formed integrally or are detachably connected to one another in such a way that they are in electrical contact with one another, it is possible for the first and second protective element to form a common protective element. The common protective element can run in the circumferential direction of the core in the manner of a torus, so that the core and the measuring coil are arranged within an interior space formed by the protective element. The interior formed by the common protective element does not necessarily have to be closed. For example, it is possible that the first protective element and the second protective element are each formed by a grid, so that the common protective element is also formed by a common grid or by two grids.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the first shielding is electrically connected to the reference connection. The reference connection can thus be electrically connected to the first protective element and/or the second protective element. This refinement is particularly advantageous when the reference connection is coupled to ground potential. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that a protective distance between the core and/or the measuring coil on the one hand and the at least one protective element of the first shield on the other hand is predetermined in such a way that a predetermined electrical capacitance between the core and/or the Measuring coil and on the other hand the first shield is formed. The electrical capacity affects the transfer function between the measuring device and a differential amplifier of the current transformer. For example, the electrical capacitance can determine a limit frequency of a low-pass characteristic of the transfer function or at least have an influence on it. The electrical capacitance can be set and/or predetermined by the predetermined selection of the protective distance. This also allows the cut-off frequency for the transfer function to be determined. With a suitable choice of the limit frequency, it is therefore possible to dampen high-frequency noise or high-frequency interference signals, whereas low-frequency useful signals are transmitted from the measuring device to the differential amplifier. It is therefore possible by means of the measuring device to detect the primary current in a primary current conductor in a manner that is robust in relation to high-frequency interference signals by means of the current transformer.
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. A further advantageous embodiment of the measuring device is characterized in that the measuring device can also be actuated as a feed device, such that a current is fed into a primary current conductor that is routed through the interior space formed by the core.
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. In order to feed the current into the primary current conductor by means of the current transformer's measuring device, which in this case acts as a feed device, the primary current line is guided through the measuring device and a current is coupled into the current conductor wound around the core. The current flowing through the current conductor causes a current in the primary current conductor, which is passed through the measuring device, by electromagnetic induction. It is thus possible, using one and the same measuring device, both to measure a current flowing through the primary current conductor and to feed a current into the primary current conductor.
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. According to a second aspect of the invention, the object mentioned at the outset is achieved by a current converter having the features of claim 20. A current converter is therefore provided which has a measuring device and a differential amplifier. The measuring device is designed according to the first aspect of the invention and/or one of the associated advantageous configurations. The current transformer stands out characterized in that a first input connection of the differential amplifier is electrically connected to the first conductor end of the current conductor of the measuring device by means of a shielded, first connecting line. In addition, a second input connection of the differential amplifier is electrically connected to the second conductor end of the current conductor of the measuring device by means of a shielded, second connecting line. The reference connection is preferably coupled to or can be coupled to a predetermined electrical reference potential.
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. For the measuring device of the current converter, reference is made to the advantageous configurations, preferred features, effects and/or advantages as have already been explained above for the measuring device according to the first aspect of the invention and/or one of the associated advantageous configurations.
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. The differential amplifier is preferably designed to generate a measurement signal at the output of the differential amplifier as a function of the signals at the input terminals of the differential amplifier. The differential amplifier preferably generates the measurement signal in such a way that the measurement signal represents a primary current which flows through a primary current conductor which runs through an interior space formed by the core of the measuring device. The measurement signal from the differential amplifier can thus form an output signal from the current converter. The current converter can have an output connection which is electrically connected to the output of the differential amplifier, so that the measurement signal can be made available at the output connection.
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. The first and second connection lines are each shielded. This can effectively prevent electromagnetic interference signals acting on the connecting lines from the outside leading to noise in the measurement signal.
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. Coupling the reference connection to a predetermined electrical reference potential offers the advantage that the measuring device generates differential signals at the first and second input connection. These can be used particularly advantageously by the differential amplifier in order to generate the measurement signal at the output of the differential amplifier.
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. An advantageous embodiment of the current transformer is characterized in that the reference connection is coupled to ground potential. In principle, however, it is also possible for the reference connection to be coupled to a different, predetermined electrical potential than the ground potential. A further advantageous embodiment of the current transformer is characterized in that each of the two connecting lines has an associated line shielding, each of which is coupled to ground potential, with the reference connection being separated from the line shielding in such a way that no direct electrical connection is made that is not via ground potential runs, is formed from the reference potential to at least one of the line shields. Each of the two line connections can be formed by a coaxial cable with a shield on the jacket side, which forms the respective line shield.
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. A further advantageous embodiment of the current transformer is characterized in that the differential amplifier has a second shielding which is coupled to ground potential, the second shielding being separated from the line shielding in such a way that no direct electrical connection which does not run via ground potential from the second shield to at least one of the line shields.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren.Further features, advantages and possible applications of the present invention result from the following description of the exemplary embodiments and the figures.
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. All features described and/or illustrated form the subject matter of the invention on their own and in any combination, also independently of their composition in the individual claims or their back-references. In the figures, the same reference symbols continue to stand for the same or similar objects. Fig. L shows an advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
Fig. 2 zeigt die vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Blockbilddarstellung. 2 shows the advantageous embodiment of the measuring device in a schematic block diagram representation.
Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kerns der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung. 3 shows an advantageous embodiment of the core of the measuring device in a schematic sectional view.
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. 4 shows a first advantageous embodiment of a section of the core in a schematic representation. FIG. 5 shows a second advantageous embodiment of a section of the core in a schematic representation. 6 shows a second advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
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. 7 to 9 each show an advantageous embodiment of the current transformer in a schematic representation. 10 shows a third advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
Fig. 11 zeigt eine vierte vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung. 11 shows a fourth advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
Fig. 12 zeigt eine fünfte vorteilhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung. 12 shows a fifth advantageous embodiment of the measuring device in a schematic sectional view.
Fig. 13 bis 14 zeigen eine vorteilhafte Ausgestaltung der ersten Abschirmung der Messvorrichtung. 13 to 14 show an advantageous embodiment of the first shielding of the measuring device.
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. A first, advantageous embodiment of a measuring device 2 is shown schematically in FIG. The measuring device 2 serves as a measuring device 2 for a current transformer 4, which is shown in an advantageous embodiment, for example, in FIG.
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. The measuring device 2 has a revolving core 6 , a measuring coil 8 and a reference connection 10 . The measuring coil 8 is formed by a current conductor 12 wound around the core 6 . The current conductor 12 extends uninterruptedly from a first conductor end 14 to a second conductor end 16. The reference connection 10 is electrically conductively connected to the current conductor 12 in the middle between the first conductor end 14 and the second conductor end 16.
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. The core 6 is preferably made up of at least 80%, at least 90%, or at least 95% of a magnetic, in particular ferromagnetic, material such as, for example, an MgZn ferrite. As can be seen from FIG. 1, it is also preferred for the core 6 to be in the form of a peripheral, rectangular core 6 . The core 6 thus has an interior space 54 on the inside. The interior space 54 is designed to be open on opposite sides in the axial direction, which is perpendicular to the plane of the drawing. The radial direction R of the core 6 is perpendicular to the axial direction. A radial plane of the core 6 is defined by the axial direction and the radial direction R. Reference is made to this radial plane where appropriate.
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. The current conductor 12 is wound around the core 6 and extends from the first conductor end 14 to the second conductor end 16. The winding of the current conductor 12 around the core 6 results in a large number of turns. The current conductor 12 therefore forms a measuring coil 8 of the measuring device 2. Preferably, the plurality of windings of the measuring coil 8 is distributed in the circumferential direction U of the core 6, in particular distributed in such a way that so that the same number of turns of the measuring coil 8 are arranged on both sides of the radial plane. The large number of windings of the measuring coil 8 is particularly preferably arranged in a uniformly distributed manner in the circumferential direction U of the core 6 . In addition, it is preferably provided that the measuring coil 8 is arranged symmetrically to the radial plane of the core 6 . A part of the measuring coil 8 can be arranged on one side of the radial plane and the other part of the measuring coil 8 can be arranged on the other side of the radial plane such that the measuring coil 8 is distributed symmetrically to the radial plane of the core 6 .
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. As can be seen schematically in FIG. 1, the measuring coil 8 can be formed by a plurality of winding sections 62 which are electrically connected in series by the current conductor 12 . Each of the winding sections 62 has a multiplicity of windings which are formed by the current conductor 12 . The current conductor 12 thus extends, for example, from the first conductor end 14 to a first winding section 64, in which the current conductor 12 is wound around the core 6 in a large number of turns. The current conductor 12 extends from the first winding section 64 to a second winding section 66 in which the current conductor 12 is wound around the core 6 in a large number of turns. In this way, a plurality of winding sections 62 can be distributed in the circumferential direction U of the core 6 . The winding sections 62 can be distributed in such a way that the measuring coil 8 is distributed symmetrically to the radial plane of the core 6 .
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. The reference connection 10 is electrically connected to the current conductor 12 in the middle between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 . The reference connection 10 can thus be arranged directly on the current conductor 12 . However, it is also possible for the reference connection 10 to be arranged a maximum of 10 cm, a maximum of 20 cm, a maximum of 30 cm or a maximum of 40 cm from the center between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 . Nevertheless, it is understood that the reference connection 10 is electrically connected to the current conductor 12 in the middle between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 . Centered between the two conductor ends 14, 16 can mean that a first partial length 56 of the current conductor 12 from the reference connection 10 to the first conductor end 14 and a second partial length 58 of the current conductor 12 from the reference connection 10 to the second conductor end 16 are of the same length or one have a deviation in length of no more than 10% or no more than 5%.
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. The current conductor 12 wound around the core 6 can also be referred to as a secondary current conductor 12 . In an example, if a further, primary current conductor (not shown) guided in the axial direction through the inner space 54, and a primary current flows through the primary current conductor, the primary current causes a current in the secondary current conductor 12 by electromagnetic induction, this current also being referred to as the secondary current. The reference connection 10 which is electrically connected to the current conductor 12 centrally between the two conductor ends 14 , 16 offers the advantage that a predetermined electrical potential can be caused at the connection point between the reference connection 10 and the electric current conductor 12 . For example, the reference connection 10 can be connected and/or coupled to ground potential 46 so that the point on the current conductor 12 that is connected to the reference connection 10 must have the predetermined potential, here the ground potential 46 . The current induced in the current conductor 12 therefore causes what is known as a differential current signal at the conductor ends 14, 16. The differential current signal is also referred to as a symmetrical current signal or as a push-pull current signal. The differential current signal serves as a useful signal for the current transformer 4. Electromagnetic interference acting on the measuring device 2 from the outside can, however, only cause common-mode interference signals at the conductor ends 14, 16 due to the reference connection 10, which is preferably coupled to a predetermined electrical potential .
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. If the measuring device 2 is used for a current transformer 4, as is shown, for example, and schematically in FIG. 42 of the differential amplifier 36 generates an output signal at the output terminal 60 of the differential amplifier 36 . The common-mode interference signal has little or no influence on the output signal. The output signal is therefore at least essentially influenced by the useful signal. The useful signal depends on the primary current through the primary current conductor 12 . The measuring device 2 thus offers the advantage that the measuring device 2 contributes to being able to detect the primary current as robustly as possible with respect to external electromagnetic interference. It has been found to be advantageous if the reference connection 10, which is electrically connected centrally to the current conductor 12, is electrically connected to the current conductor in such a way that a first impedance of the current conductor 12 between the reference connection 10 and the first conductor end 14 and a second impedance of the current conductor 12 between the reference connection 10 and the second conductor end 16 are the same or have a maximum deviation of 5% or 10%. The deviation is particularly preferably not more than 5%. Furthermore, it can be advantageous if the deviation is a maximum of 2%. The smaller the deviation between the first and second impedance, the more precisely the differential useful signal is generated at the conductor ends 14, 16.
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. FIG. 2 shows a schematic block diagram of the first advantageous embodiment of the measuring device 2. As can be seen from the block diagram, the measuring coil 8 is symbolized by two parts, one part being arranged in each partial length between the reference connection 10 and the two conductor ends 14,16.
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. In order to protect the measuring device 2 even better against electromagnetic interference acting from outside, it is preferably provided that the measuring device 2 has a first shielding 30 . The first shielding 30 can also be referred to as a first shielding device 30 and/or can be designed as such. The first shield 30 preferably includes a first protective element 32 . The first protective element 32 can be designed as a first protective plate 32 or as a first protective grid 32 . The first protective element 32 is formed from an electrically conductive material. In addition, provision is preferably made for the first protective element 32 to be arranged on the outside of the core 6 and the measuring coil 8 . For example, the first protective element 32 can be arranged completely surrounding the core 6 in the circumferential direction U and on the outside of the core 6 and the measuring coil 8 . The first protective element 32 has no immediate and direct contact with the core 6 and/or the measuring coil 8 . Rather, it is preferably provided that there is at least a first minimum distance M between the inside of the first protective element 32 and the point on the measuring coil 8 and/or the core 6 that is the least far away. The first minimum distance M can be at least 2 mm, at least 5 mm or at least 10 mm, for example. The first protective element 32 can form at least part of a Faraday cage for protection against external electromagnetic interference.
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. The first shield 30 can alternatively or additionally have a second protective element 34 . The second protective element 34 can be designed as a second protective plate 34 or as a second protective grid 34 . The second protective element 34 is formed from an electrically conductive material. In addition, provision is preferably made for the second protective element 34 to be arranged in the interior space 54 . The second protective element 34 can Circumferential direction U of the core 6 be formed completely circumferentially. The second protective element 34 has no immediate and direct contact with the core 6 and/or the measuring coil 8 . Rather, it is preferably provided that there is at least a second minimum distance K between the outside of the second protective element 34 and the point on the measuring coil 8 and/or the core 6 that is the least far away. The second minimum distance K can be at least 2 mm, at least 5 mm or at least 10 mm, for example. The second protective element 34 can form at least part of one or the aforementioned Faraday cage for protection against electromagnetic interference acting from the outside. Preferably, the first protection element 32 and the second protection element 34 are electrically connected to one another. The two protective elements 32, 34 can have direct contact with one another. However, it is also possible for the first protective element 32 and the second protective element 34 to be designed as a common and/or integral protective element. This protective element can thus form both protective elements 32, 34. A second advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG. This configuration of the measuring device 2 differs from the previously explained measuring device 2 only in the configuration of the shielding 30. With regard to all other advantageous properties, features, advantages and/or effects, reference is made to the previous explanations. The advantageous embodiment of the shielding 30 shown in FIG. 6 is formed by a common protective element, with this common protective element forming the first protective element 32 and the second protective element 34 . The common protective element can be designed in one piece. In addition, it is preferably provided that the first protective element 32 does not run all the way around in the circumferential direction U of the core 6 , but has a first recess 70 extending in the circumferential direction U. The second protective element 34 is also not designed to be completely circumferential in the circumferential direction U of the core 6 , but has a second recess 72 extending in the circumferential direction U. In the area of the first and second recess 70, 72, the first and second protective element 32, 34 are electrically and/or mechanically connected to one another. In order to influence the transmission behavior of the useful signal from the measuring device 2 to the differential amplifier 36 positively, in particular such that only the frequency spectrum of the useful signal, but not the frequency spectrum of the interference signal from of the measuring device 2 is transmitted to the differential amplifier 36, it is preferably provided that an electrical capacitance between the core 6 and/or the measuring coil 8 on the one hand and the first shielding 30 on the other hand has a predetermined value. The electrical capacity is therefore preferably predetermined. In order to achieve this, an average protective distance B between the core 6 and/or the measuring coil 8 on the one hand and the at least one protective element 32, 34 of the shielding 30 on the other hand is designed in such a way that the predetermined electrical capacitance is achieved. The electrical capacitance is selected by designing the average protective distance B in such a way that the useful signal is transmitted from the measuring device 2 to the differential amplifier 36, but an interference signal that acts on the measuring device 2 from the outside is preferably strongly damped and thus at most with a reaches the differential amplifier 36 with a very small signal level.
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. An advantageous embodiment of the core 6 of the measuring device 2 is shown schematically in FIG. It can be seen from FIG. 3 that the core 6 can be formed by four edges 74, specifically two edges 74 running in the horizontal direction and two edges 74 running in the vertical direction. Each edge 74 can also be used as an edge element 74 of the core 6 designated and/or designed. The edges 74 of the core 6 may be in contact with each other such that the core 6 is circumferentially continuous and formed entirely by the edges 74 .
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. It has also proven to be advantageous if the core 6 has at least one section 18 with a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates 20 which are arranged opposite one another, in particular parallel, and spaced from plate 20 to plate 20 by a gap 22 . This advantageous configuration of a section of the core is shown schematically in FIG. Preferably, the panels 20 of section 18 are not in intimate and direct contact with each other. Each pair of opposed plates (plate pair) of section 18 is separated by a gap 22 associated therewith. The plates 20 of each plate pair of section 18 spaced apart by a gap 22 are thus non-contact with a plate spacing D of between at least 0.001 mm and a maximum of 2.5 mm, preferably between 0.005 mm and 1 mm. spaced apart from each other. Plate spacing D is preferably the minimum distance between plates 20 of the plate pair. In the case of the plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates 20 of a section 18, a plurality of gaps 22 consequently also arise in section 18. The plurality of plates 20 and the plurality of gaps 22 can effectively saturate the core 6 be prevented. Each section 18 includes at least 5 panels, at least 10 panels, or at least 20 panels. It is preferably provided that each section 18 has at most 500, at most 200 or at most 100 plates.
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. In an advantageous embodiment, it can be provided that each edge 74 has at least one section 18 with the plurality of magnetic, in particular ferromagnetic, plates 20 . However, it is also possible for a single section 18 to extend over the entire length of the respective edge 74 . In this case, provision can be made for the core 6 to be formed by four such sections 18 which each have a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic, plates 20 .
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. At least part of a further advantageous embodiment of the core 4 is shown schematically in FIG. According to this configuration, the core 4 has a plurality of sections 24 . Each section 24 in turn has a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates 26, the plates 26 of the respective section 24 being arranged opposite one another, in particular parallel, and in direct contact from plate 26 to plate 26. The plurality of sections 24 of the core 4 are arranged one behind the other and spaced apart from one another by a gap 28 from section 24 to section 24 . Each gap 28 thus separates the panel 26 located at one end of one section 24 from an opposite panel 26 of the subsequent section 24. Within each section 24 there is no gap between the panels 26. Rather, the plates 26 are arranged one behind the other within the respective section 24 without a gap and in immediate and direct contact. Each section 24 can, for example, comprise between 2 and 50 plates, in particular between 5 and 30 plates, preferably between 5 and 15 plates. Saturation of the core 6 can be effectively prevented by the plurality of sections 24 and the corresponding plurality of gaps 22 .
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 the last-mentioned configuration, it is possible for each of the edges 74 shown in FIG. 3 to be formed by a plurality of sections 24. These sections 24 are each separated from section 24 to section 24 by a gap 28 .
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.In the figure 7, the first advantageous embodiment of the current converter 4 is shown schematically. The current converter 4 has the measuring device 2 and the differential amplifier 36 . A first input connection 38 of the differential amplifier 36 is connected to the first conductor end 14 of the current conductor by means of a shielded, first connecting line 40 12 of the measuring device 2 is electrically connected. A second input connection 42 of the differential amplifier 36 is electrically connected to the second conductor end 16 of the current conductor 12 of the measuring device 2 by means of a shielded, second connecting line 44 . The reference connection 10 of the measuring device 2 is coupled to a predetermined electrical reference potential. The reference potential is preferably the ground potential 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. A differential useful signal generated by the measuring device 2 at the conductor ends 14 , 16 is generated by a primary current of a primary current conductor (not shown), which is routed through the interior 54 of the measuring device 2 . The differential useful signal is transmitted to the two input terminals 38, 42 of the differential amplifier 36 by means of the two connecting lines 40, 44. The differential amplifier 36 is designed to generate an output signal at the output terminal 60 of the differential amplifier 36 based on a voltage difference at the two input terminals 38, 42. The output signal is thus dependent on the primary current via the useful signal. Preferably, the output signal represents the primary current.
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. In order to prevent the influence of external, electromagnetic interference signals on the measuring device 2, a number of measures have already been explained above. These apply in an analogous manner to the measuring device 2 of the current transformer 4. It should also be mentioned that the two connecting lines 40, 44 are shielded in order to be protected from external, electromagnetic interference signals. As shown purely by way of example in FIG. 7, the connecting lines 40, 44 can be shielded by a common line shield 76. The common line shielding 76 is arranged at a distance from the two connecting lines 40, 44 in an electrically insulated manner. The common line shield 76 may be formed from a coiled and/or braided metal tape.
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.In addition, it is preferably provided that the differential amplifier 36 has an associated shielding 52 . This tuning 52 is referred to as the second shield 52 . The second shield 52 can be formed by a grid housing, for example. The second shielding 52 is preferably arranged and/or designed in such a way as to protect the differential amplifier 36 from external, electromagnetic interference signals.
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. As is shown purely by way of example in FIG. 7, provision can be made for the second shielding 52 and the common line shielding 76 to be electrically connected to one another are connected. Provision can also be made for a further electrical connection to be routed from ground potential 46 to second shielding 52 and/or common line shielding 76 , so that second shielding 52 and/or common line shielding 76 is or is coupled to ground potential 46 .
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. A further advantageous embodiment of the current converter 4 is shown schematically in FIG. The current converter 4 essentially corresponds to the current converter 4 explained above. Reference is therefore made to the corresponding explanations in an analogous manner. However, the current transformer 4 shown in FIG. 8 differs in that the common line shielding 76 is also electrically connected to the first shielding 30 of the measuring device 2 . In particular, it is provided that there is an electrical connection between the common line shielding 76 and the first protective element 32 of the first shielding 32 .
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. A further advantageous embodiment of the current converter 4 is shown in FIG. The current converter 4 essentially corresponds to the current converter 4 explained above. Reference is therefore made to the corresponding previous explanations for this current converter 4 in an analogous manner. However, the current transformer 4 shown in FIG. 9 differs in that the current transformer 4 has the measuring device 2 shown in FIG. 6 and not the measuring device 2 from FIG. In addition, the current transformer 4 shown in FIG. 9 differs in that each of the two connecting lines 40, 44 has a separate, associated line shield 48, 50. The two line shields 48, 50 are preferably separately coupled to ground potential 46, as shown in FIG. In addition, it is preferably provided that the reference connection 10 is separated from the line shields 48, 50 in such a way that no direct electrical connection that does not run via the ground potential 46 is formed from the reference connection 10 to at least one of the line shields 48, 50. Each of the two line connections 40, 44 can be designed in the manner of a coaxial cable with the associated shielding 48, 50 on the jacket side, which forms the respective line shielding 48, 50. Each of the two shields 48, 50 can be formed by a wound and/or braided metal band.
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. Furthermore, it is preferably provided that the second shielding 52 of the differential amplifier 36 is coupled separately to ground potential 46, the second shielding 52 being separated from the two line shields 48, 50 in such a way that no direct electrical connection other than ground potential 46 is formed from the second shield 52 to at least one of the line shields in 48,50.
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. A third advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG. This configuration of the measuring device 2 differs from the first, advantageous configuration (Fig. 1) of the measuring device 2 in the multi-part configuration of the core 6, the multi-part configuration of the measuring coil 8 and the multi-part configuration of the first shield 30. With regard to all other advantageous ones Properties, features, advantages and/or effects are referred to the explanations for the first advantageous embodiment of the measuring device 2 .
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. As can be seen from FIG. 10, the core 6 is formed from two parts. The first part 78 of the core 6 is preferably designed as a part 78 of the core 6 which is C-shaped in cross section. The second part 80 of the core 6 is preferably designed as a part 80 of the core 6 with an I-shaped cross section. The I-shaped part 80 of the core 6 can be placed on the leg-shaped ends of the C-shaped part 78 of the core so that the respective leg ends of the C-shaped part 78 of the core 6 are connected by the I-shaped part 80 of the core 6 . A direct, mechanical and/or electrical contact can thereby occur between the I-shaped part 80 and the C-shaped part 78 of the core 6 . In addition, the I-shaped part 80 can be arranged relative to the C-shaped part 78 in such a way that the core 6 has a rectangular cross-section that runs all the way around.
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. The multi-part, in particular two-part design of the core 6 offers the advantage that the core 6 can be arranged particularly easily around a primary power line, so that the core 6 surrounds the primary power line in the form of a ring. In other words, in this case the primary current line will pass through the interior space 54 formed by the core 6 .
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. FIG. 10 also shows the advantageous embodiment of the measuring coil 8 as a multi-part measuring coil 8 . The measuring coil 8 is basically formed by the current conductor 12 wound around the core. The current conductor 12 extends from the first conductor end 14 to the second conductor end 16. In the embodiment shown in FIG. The interruptions to the two However, connection points 82, 84 are only selected for better representation in FIG. 10 and/or can be used for assembly.
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. In practical use of the measuring device 2, the current conductor 12 extends uninterruptedly from the first conductor end 14 to the second conductor end 16. With a first winding section 86 of the measuring coil 8, the current conductor 12 extends from the first conductor end 14 to a first connection end 92. With a second Winding section 88 of the measuring coil 8, the current conductor 12 extends from a second connection end 94 to a third connection end 96. With a third winding section 90 of the measuring coil 8, the current conductor 12 extends from a fourth connection end 98 to the second conductor end 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. At the first connection point 82 , the continuous connection of the electrical conductor 12 can be achieved by connecting the first connection end 92 to the second connection end 94 . This can be an integral connection or a detachable connection. The same applies to the second connection point 84. The uninterrupted connection of the current conductor 12 can be achieved at the second connection point 84 by the third connection end 96 being connected to the fourth connection end 98. This can be an integral connection or a detachable connection.
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. It can also be seen from FIG. 10 that the first shield 30 is designed as a multi-part shield. The shield 30 may include and/or be formed from a first protective element 32 and a second protective element 34 . The first protective element 32 can enclose the C-shaped part 78 of the core 6 and the first and second winding section 86, 88 of the measuring coil 8 in the form of a hose. The result of this is that the first protective element 32 can also be designed with a C-shaped cross section. The second protective element 34 can completely surround the I-shaped part 80 of the core 6 . Thus, the second protective element 34 can also have an I-shaped cross section.
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. The reference connection 10 is preferably electrically conductively connected to the current conductor 12 in the middle between the second connection end 94 and the third connection end 96 . If the I-shaped part 80 of the core 6 is placed on the C-shaped part 78 of the core 6 and the aforementioned pairs of connection ends 92, 94 or 96, 98 are also connected to one another, the result is that the reference connection 10 is centered between the first Conductor end 14 and the second conductor end 16 is electrically conductively connected to the current conductor 12 .
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. A fourth advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG. This fourth embodiment of the measuring device 2 differs from the third advantageous embodiment of the measuring device 2, as shown in Figure 10, in that the I-shaped part 80 of the core 6 has no winding section, in particular not the second winding section 88. With regard to all other advantageous properties, features, advantages and/or effects, reference is made to the explanations relating to the first and third advantageous embodiment of the measuring device 2 . As can be seen from FIG. 11, the first connection end 92 in the third advantageous embodiment of the measuring device 2 is not used for the detachable connection to a further connection end, but rather the first connection end 92 is electrically conductively connected to the first protective element 32 . The same applies to the fourth connection end 98, which is also electrically conductively connected to the first protective element 32. The first protective element 32 is designed to be electrically conductive. An electrically conductive connection between the first connection end 92 and the fourth connection end 98 is therefore produced by the first protective element 32 . This connection formed by the first protective element 32 between the two connection ends 92, 98 thus simultaneously forms part of the current conductor 12, which extends from the first conductor end 14 to the second conductor end 16. It has therefore turned out to be advantageous if the reference connection 10 is electrically conductively connected to the first protective element 32 in the middle between the first connection end 92 and the fourth connection end 98 . This ensures that the reference connection 10 is electrically conductively connected centrally between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 to the current conductor 12 , in particular formed here in sections by the dual function of the first protective element 32 .
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. A fifth advantageous embodiment of the measuring device 2 is shown schematically in FIG. This fifth embodiment of the measuring device 2 differs from the third and fourth advantageous embodiment of the measuring device 2, as shown in FIGS /or Effects, reference is made to the explanations relating to the first, third and fourth advantageous embodiment of the measuring device 2 . In the fifth advantageous embodiment of the measuring device 2 , the measuring coil 8 is formed by the uninterrupted current conductor 12 wound around the core 6 and extending uninterruptedly from the first conductor end 14 to the second conductor end 16 . No detachable connection points are provided in the current conductor 12 . As a result, the production of the measuring coil 8 is particularly simple and at the same time imprecise. The measuring coil 8 is arranged exclusively on the C-shaped part 78 of the core 6 . The reference connection 10 is electrically conductively connected to the current conductor 12 in the center between the first conductor end 14 and the second conductor end 16 . The reference termination 10 is preferably also electrically connected to the first protection element 32 . In addition, it has proven to be advantageous if the first reference connection 10 is coupled to the ground potential 46 .
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. A further advantageous embodiment of the first shielding 30 for the measuring device 2 is shown schematically in FIG. The first shielding 30 is designed as an annular shielding 30 running around in the circumferential direction U of the core 6 and enclosing the core 6 and the measuring coil 8 at least essentially in the form of a tube. This configuration of the first shield 30 is also referred to as an annular shield 30 . The ring-shaped shield 30 is formed by two shell-shaped protective elements 32, 34, each running around in the circumferential direction U of the core. These two shell-shaped protective elements 32, 34 form the first and second protective elements 32, 34 of the first shield 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. The first shield 30 from FIG. 13 is shown in a sectional illustration in FIG. As can be seen from the synopsis of FIGS. 13, 14, the first protective element 32 and the second protective element 34 are mirror-symmetrical and/or shell-shaped, in particular annular shell-shaped. Each of the two protective elements 32, 34 runs in the circumferential direction U of the core 6 in a rectangular shape. The outer contour 100 of the annular shield 30 and the outer contour 100 of each of the two shell-shaped protective elements 32, 34 are each rectangular, at least in cross section. The inner contour 102 formed by the ring-shaped shield 30 is also rectangular, at least in cross section. Each of the two shell-shaped protective elements 32, 34 forms part of the inner contour 102, so that the inner contour formed by each of the two protective elements 32, 34 is also rectangular, at least in cross section. The embodiment of the first shielding 30 shown in FIGS. 13 and 14 offers the advantage that the two shell-shaped protective elements 32, 34 can be pushed over the core 6 and the measuring coil 8 from the front or rear. so that a closed protective space 104 is formed by the first shielding 30, in which both the core 6 and the measuring coil 8 are arranged (not shown). This ensures effective protection against electromagnetic interference.
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. Additionally, it should be noted that "comprising" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality. Furthermore, it should be pointed out that features that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features of other exemplary embodiments described above. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
B Schutzabstand B Safety distance
D Plattenabstand D plate spacing
K zweiter MindestabstandK second minimum distance
M Mindestabstand M minimum distance
R Radialrichtung R radial direction
U Umfangsrichtung U circumferential direction
2 Messvorrichtung 2 measuring device
4 Stromwandler 4 current transformers
6 Kern 6 core
8 Messspule 8 measuring coil
10 Referenzanschluss 10 reference port
12 Stromleiter 12 conductors
14 erstes Leiterende i6 zweites Leiterende i8 Abschnitt 14 first conductor end i6 second conductor end i8 section
20 Platte 20 plate
22 Spalt 22 column
24 Abschnitt 24 section
26 Platte 26 plate
28 Spalt 28 column
30 erste Abschirmung 30 first shield
32 erstes Schutzelement 32 first protection element
34 zweites Schutzelement 34 second protection element
36 Differenzverstärker 36 differential amplifiers
38 erster Eingangsanschluss38 first input port
40 erste Verbindungsleitung40 first connection line
42 zweiter Eingangsanschluss42 second input port
44 zweite Verbindungsleitung44 second connection line
46 Erdpotential 46 ground potential
48 erste Leitungsabschirmung48 first line shield
50 zweite Leitungsabschirmung50 second line shield
52 zweite Abschirmung 54 Innenraum 56 erste Teillänge 58 zweite Teillänge 60 Ausgangsanschluss 62 Wicklungsabschnitt 52 second shield 54 interior space 56 first partial length 58 second partial length 60 output connection 62 winding section
64 erster Wicklungsabschnitt 66 zweiter Wicklungsabschnitt 68 gemeinsames Schutzelement 70 erste Ausnehmung 72 zweite Ausnehmung 64 first winding section 66 second winding section 68 common protective element 70 first recess 72 second recess
74 Kante 74 edge
76 gemeinsame Leitungsabschirmung76 common line shield
78 erster Teil des Kerns 78 first part of the nucleus
80 zweiter Teil des Kerns 82 erste Verbindungsstelle 80 second part of core 82 first joint
84 zweite Verbindungsstelle 86 erster Wicklungsabschnitt 88 zweiter Wicklungsabschnitt 90 dritter Wicklungsabschnitt 92 erstes Verbindungsende 84 second connection point 86 first winding section 88 second winding section 90 third winding section 92 first connection end
94 zweites Verbindungsende 96 drittes Verbindungsende 98 viertes Verbindungsende 100 Außenkontur 102 Innenkontur 94 second connection end 96 third connection end 98 fourth connection end 100 outer contour 102 inner contour
104 Schutzraum 104 shelter

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
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. 1. Measuring device (2) for a current transformer (4), comprising: a rotating core (6), a measuring coil (8), and a reference connection (10), the measuring coil (8) being wound by a coil around the core (6). Current conductor (12) is formed, which extends from a first conductor end (14) to a second conductor end (16), and wherein the reference connection (10) is electrically conductive centrally between the first conductor end (14) and the second conductor end (16). is connected to the conductor (12).
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. 2. Measuring device (2) according to the preceding claim, characterized in that the reference connection (10) is electrically connected to the current conductor (12) such that a first impedance of the current conductor (12) between the reference connection (10) and the first Conductor end (14) and a second impedance of the current conductor (12) between the reference connection (10) and the second conductor end (16) are the same or have a maximum deviation of 5%.
3. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzanschluss (10) mit einem vorbestimmten, elektrischen Referenzpotential verbunden ist. 3. Measuring device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the reference connection (10) is connected to a predetermined electrical reference potential.
4. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspule (8) zu einer Radialebene des Kerns (6) symmetrisch verteilt angeordnet ist. 4. Measuring device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring coil (8) is arranged distributed symmetrically to a radial plane of the core (6).
5. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) magnetisches, insbesondere ferromagnetisches5. Measuring device (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the core (6) is magnetic, in particular ferromagnetic
Material aufweist oder davon gebildet ist. Material has or is formed from.
6. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) mehrteilig ausgestaltet ist. 6. Measuring device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the core (6) is designed in several parts.
7. Messvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspule (8) mehrteilig ausgestaltet ist. 7. Measuring device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring coil (8) is designed in several parts.
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. 8. Measuring device (2) according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the core (6) has at least one section (18) with a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates (20) which are opposite, in particular parallel, are arranged relative to one another and spaced apart from plate (20) to plate (20) by a gap (22).
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 die9. Measuring device (2) according to any one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the core (6) has a plurality of sections (24) each having a plurality of magnetic, in particular ferromagnetic plates (26), wherein the
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. Plates (26) of the respective section (24) are arranged opposite, in particular parallel, to each other and in direct contact from plate (26) to plate (26), and wherein the sections (24) of the core (6) are arranged one behind the other and from section (24) are spaced from section (24) by a gap (28).
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. 10. Measuring device (2) according to one of the preceding claims 8 to 9, characterized in that each gap (22, 28) is designed as an air gap or in each gap (22, 28) a spacer is introduced.
11. Messvorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abstandshalter von einem nicht-magnetischen Material gebildet ist. 11. Measuring device (2) according to the preceding claim, characterized in that each spacer is formed of a non-magnetic material.
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. 12. Measuring device (2) according to one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that the plates (20, 26) of each of a gap (22, 28) spaced plate pair contact-free with a plate distance D between at least 0.001 mm and a maximum of 2, 5 mm are arranged spaced apart.
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. 13. Measuring device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (2) has a first shield (30) having a first protective element (32) and preferably a second protective element (34).
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. 14. Measuring device (2) according to the preceding claim, characterized in that the first protective element (32) as an electrically conductive, outside to the Core (6) and the measuring coil (8) arranged and in the circumferential direction U of the core (6) at least substantially completely circumferential protective element (32) is formed.
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. 15. Measuring device (2) according to the preceding claim, characterized in that the second protective element (34) is an electrically conductive element arranged on the inside of the core (6) and the measuring coil (8) and in the circumferential direction U of the core (6) at least substantially completely circumferential protective element (34) is formed.
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. 16. Measuring device (2) according to the preceding claim, characterized in that the first shielding (30) is designed as an annular shielding that runs around in the circumferential direction U of the core (6) and surrounds the core (6) and the measuring coil (8). at least essentially tubular, with the ring-shaped shield (30) being formed by two shell-shaped protective elements which each run around in the circumferential direction U of the core (6) and form the first and second protective element (32, 34).
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. 17. Measuring device according to the preceding claim, characterized in that an outer contour (100) of the annular shield (30) and/or each cup-shaped protective element is rectangular, and/or wherein a through the annular shield (30) and/or each cup-shaped Protective element formed inner contour (102) is rectangular.
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. 18. Measuring device (2) according to one of the preceding claims 13 to 17, characterized in that the first protective element (32) and the second protective element (34) are electrically connected to one another or are integrally formed as a common protective element.
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. 19. Measuring device (2) according to one of the preceding claims 13 to 18, characterized in that a protective distance B between the core (6) and/or the measuring coil (8) on the one hand and the at least one protective element (32, 34) of the first Shielding (30) is predetermined in such a way that a predetermined electrical capacitance is formed between, on the one hand, the core (6) and/or the measuring coil (8) and, on the other hand, the first shielding (30).
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. 20. Measuring device (2) according to one of the preceding claims 1 to 19, characterized in that the measuring device (2) can also be actuated as a feed device, such that a current is guided into an interior space (54) formed by the core (6). primary conductor is fed.
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. 21. Current transformer (4), comprising: a measuring device (2) according to one of the preceding claims, and a differential amplifier (36), wherein a first input connection (38) of the differential amplifier (36) is connected to the first conductor end (14) of the current conductor (12) of the measuring device (2), a second input connection (42) of the differential amplifier (36) being connected to the second conductor end (16) of the current conductor ( 12) is electrically connected to the measuring device (2), and wherein the reference connection (10) is coupled to a predetermined electrical reference potential.
22. Stromwandler (4) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzanschluss (10) mit Erdpotential (46) gekoppelt ist. 22. Current transformer (4) according to the preceding claim, characterized in that the reference connection (10) is coupled to ground potential (46).
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. 23. Current transformer (4) according to one of the preceding claims 21 to 22, characterized in that each of the two connecting lines (40, 44) has an associated line shield (48, 50), which are each coupled to ground potential (46), the Reference connection (10) is separated from the line shields (48, 50) in such a way that no direct electrical connection that does not run via the ground potential (46) is formed from the reference connection (10) to at least one of the line shields (48, 50). is.
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. 24. Current converter (4) according to any one of the preceding claims 21 to 23, characterized in that the differential amplifier (36) has a second shield (52) which is coupled to ground potential (46), the second shield (52) being such from the line shields (48, 50) is separated, so that no direct electrical connection that does not run over the ground potential (46), from the second Shield (52) to at least one of the line shields (48, 50) is formed.
EP22717559.3A 2021-04-09 2022-03-22 Measuring device for a current converter Pending EP4308941A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021108860 2021-04-09
PCT/EP2022/057437 WO2022214307A1 (en) 2021-04-09 2022-03-22 Measuring device for a current converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4308941A1 true EP4308941A1 (en) 2024-01-24

Family

ID=81344494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22717559.3A Pending EP4308941A1 (en) 2021-04-09 2022-03-22 Measuring device for a current converter

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4308941A1 (en)
JP (1) JP2024513471A (en)
CN (1) CN117136311A (en)
WO (1) WO2022214307A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6940267B1 (en) * 1995-12-27 2005-09-06 William H. Swain Error correction by selective modulation
US20140160820A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 Grid Sentry LLC Electrical Current Transformer for Power Distribution Line Sensors
JP6625395B2 (en) * 2015-10-26 2019-12-25 日置電機株式会社 Current sensors and measuring devices
JP6900256B2 (en) * 2017-06-30 2021-07-07 日置電機株式会社 Current detector and measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022214307A1 (en) 2022-10-13
CN117136311A (en) 2023-11-28
JP2024513471A (en) 2024-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005000614T2 (en) Rogowski current transformer with composite subcircuits to form a full circuit
DE69919723T2 (en) Inductive magnetic sensor with several closely coupled windings
DE3043026C2 (en)
DE19606445A1 (en) Inductive measuring system for measuring AC current components superimposed on high value DC current
DE748787C (en) Runtime coil switched as a quadrupole
DE1292744B (en) High voltage winding for transformers and reactors
EP2494652B1 (en) High-frequency signal combiner
DE19809890C1 (en) Device for measuring the capacitance of electrical wires
DE1291413B (en) transformer
WO2022214307A1 (en) Measuring device for a current converter
DE2227076A1 (en) PROBE ARRANGEMENT FOR IMPEDANCE MEASUREMENT
DE102013204638B4 (en) Device for detecting fault currents
EP3485499B1 (en) Coil assembly
DE2549468C2 (en) RF signal transmission arrangement
EP2495742B1 (en) High-voltage resistant electricity-compensated interference suppression choke
DE102016124165A1 (en) Method and sensor for measuring an alternating current
DE102016124167A1 (en) Rogowski current sensor with active capacity compensation
WO2012113361A1 (en) Inductive sensor
DE3023847C2 (en)
DE10042283A1 (en) Choke coil has coil element(s) associated with core element arms in region of gap between individual arms of opposing core elements; individual coil elements are connected together
EP3671226A1 (en) Current measuring device for measuring an electrical current in a conductor
DE102017109213A1 (en) Voltage transformer and system
DE1591038C (en) Transformer for the transmission of a wide high frequency band
DE10256324B4 (en) Device for controlling the phase current of an AC high-current line
DE3030805A1 (en) H.F. screening for electrical systems - has connectors with mu-metal screen to reduce magnetic reluctance between inner and outer surfaces of screen

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20231018

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR