WO2012076334A1 - Stromwandlerbaugruppe - Google Patents

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WO2012076334A1
WO2012076334A1 PCT/EP2011/070728 EP2011070728W WO2012076334A1 WO 2012076334 A1 WO2012076334 A1 WO 2012076334A1 EP 2011070728 W EP2011070728 W EP 2011070728W WO 2012076334 A1 WO2012076334 A1 WO 2012076334A1
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WO
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winding
winding body
stack
gap
current transformer
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Application number
PCT/EP2011/070728
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hendrik Andree
Wojciech Olszewski
Martin Schumacher
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Schumacher, Gertrud Antonie
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Publication date
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Priority to CN2011800592723A priority patent/CN103262189A/zh
Priority to RU2013130738/07A priority patent/RU2013130738A/ru
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/38—Instruments transformers for polyphase ac

Definitions

  • the invention relates to a current transformer assembly comprising at least a first, a second and a third annular winding body, which are coaxially aligned and form a stack in which a gap is formed between immediately adjacent arranged winding bodies, wherein the first winding body immediately adjacent to second winding body and the second winding body is disposed immediately adjacent to the third winding body.
  • Such a current transformer assembly is known for example from French patent application FR 2 874 122 AI.
  • the local power converter assembly has a plurality of annular winding body, which are aligned coaxially with each other and form a stack. Between immediately adjacent winding bodies in each case gaps are formed, which are filled in the known arrangement with dividers.
  • the known power converter arrangement has three similarly positioned ⁇ built stack. In order to enable electrical contacting of individual windings of the stacked winding body, a mounting space is arranged above the respective stack, which is used for laying, outcrossing or discharge of connecting lines.
  • a further mounting space is provided on the shell side, in order to divide the connecting lines and distributed through a housing of the known current transformer assembly to lead to the outside.
  • the object is achieved in a Stromwandlerbau ⁇ group of the type mentioned in that the gap between the first winding body and the second winding body is greater than the gap between the second winding body and the third winding body.
  • Current transformer assemblies are used in electrical power transmission devices to detect an electrical current flow in a phase conductor.
  • a physical variable reflecting the current flow is detected by means of the winding bodies.
  • a physical quantity can ⁇ example, be an outgoing from the current flow electromagnetic field.
  • the phase conductor can pass through the annular winding body, so that the winding body are exposed to the emanating from the current flow electromagnetic field.
  • the winding body can be made different so that the measured physical quantity can be detected on Various ⁇ NEN ways.
  • the winding bodies can for example, have windings which deliver a current proportional to the primary current acting as a current flow secondary current due to electromagnetic induction phenomena ⁇ based on the transformer principle.
  • the phase conductor forms the primary winding of a transformer and the winding body with its windings represent the secondary winding of the transformer.
  • the windings are formed in an alternative form.
  • fiber-optic windings can be arranged on the winding bodies, or the winding bodies can have transducers which make an image of the current flow by means of semiconductor components.
  • the larger gap can serve, for example, as a mounting space to accommodate An ⁇ closing elements or the like.
  • the stack is traversed by the larger gap in the transverse direction. Connection elements can thus cross the stack in a short way. Since the gap is within the stack of winding bodies, access to winding bodies in a short path is possible.
  • the coil body may have an annular structure for example, the winding body should be configured as a hollow cylinder, preferably, the individual ⁇ NEN winding body is to have similar cross-sections ⁇ th.
  • the cross-sections should annularly be designed. Regardless of the selected cross section for the winding body, the winding body should be aligned with each other.
  • the Wick ⁇ ment body should be aligned coaxially.
  • the stack may have a contour which substantially corresponds to the contour of one of the winding bodies, wherein the stack has a greater extent in the axial direction than the extension of a single one of the winding body, which is part of the stack due to the juxtaposition of several approximately congruent winding body.
  • the winding bodies are arranged axially spaced from one another. Immediately adjacent winding body are when no further winding body is arranged in the axial direction between the winding bodies.
  • a gap located between immediately adjacent winding bodies can be completely or partially filled with further elements. In a gap, for example, a partition plate, a
  • Divider a line, an insulating material, a filler, etc. may be arranged. If one uses now different gap widths within the stack so it is possible to provide a wider gap exactly at ei ⁇ ner point of the stack, which requires immediate access.
  • the larger nip may be centrally located in a stack, or may be shifted toward an edge of the stack. If, for another gap which is not necessary for the reception of further elements, a dimension reduced in relation to the larger gap is selected, then the total extension in not ⁇ ßert axial direction of the stack unnecessarily magnification.
  • a further advantageous embodiment can provide that more than three winding bodies are arranged axially spaced from each other in a stack and a gap between the Ers ⁇ th winding body and the second winding body is greater than any other gap between further immediately adjacent arranged winding bodies.
  • the stack may have a further number of winding bodies. Also on a stack of more than three winding bodies, a formation of a gap is provided between each immediately adjacent arranged winding bodies.
  • a single gap of which is opposed to all the other columns in the course of the stack has a greater width, it is possible to create a channel in the course of the stack in setting, for example, connection ⁇ lines in the interior of the stack or to cross the stack across its longitudinal axis.
  • the larger gap can be positioned as required at any point in the axial course of the stack.
  • the enlarged gap can, for example, centrally, end or between a
  • the first and the second winding body may, for example, be centrally positioned in the axial course of the stack.
  • the term first and second winding body is therefore not to be interpreted as limiting that it is exclusively a larger gap positioned at the end.
  • the larger gap may be allowed as ⁇ various dimensions, depending on the more necessary absorption capacity. Reducing the dimension of the other column accordingly, so even with a larger number of winding bodies can be dispensed with on the front side of the stack subsequent mounting spaces.
  • the further column may for example be reduced such that adjacent winding bodies touching a ⁇ other and remain merely joining gaps in the course of Sta ⁇ pels.
  • Field-control electrode may for example comprise annular struc ⁇ reindeer, wherein a field-control electrode may be formed, for example, in the manner of a toroid or even a portion of a toroid or of a spherical cap or in a manner similar to round one end face of the stack.
  • a further advantageous embodiment can provide that, apart from the larger gap located between the first and the second winding body, all further gaps between directly adjacent winding bodies in the stack are dimensioned approximately identically.
  • the stack gets a structure which only at the point of the larger gap in the sequence of the column has a discontinuity.
  • a similar gap width with standard gap dimension which is to be set except for the larger gap on all other columns
  • the winding body can be moved, for example, in the axial direction for a given total length of the stack, wherein a spacing of the winding body to each other is set to the standard gap dimension.
  • a larger gap inevitably sets in at a remaining location.
  • it is possible to simply "move" the enlarged gap in the axial direction through the stack by simply moving individual winding bodies or groups of winding bodies.
  • the current transformer assembly can be easily adapted for the particular application. After a successful determination of the position of the larger gap, the winding body can be fixed relative to each other, so that a rigid-angle bond between the winding bodies is ensured.
  • a further advantageous embodiment can provide that at least one connection lead of at least one winding originates from a winding body, wherein the at least one connecting lead runs through the larger gap.
  • the winding bodies each have at least one winding. These windings serve to image the current flowing in a phase conductor electrical current. It can also be provided that a winding body has a plurality of windings. It can furthermore be provided that a winding is provided with a plurality of taps, so that different transmission ratios can be realized. Regardless of the design of the windings in type, number and shape, a connection of the windings may be provided in order to forward the information generated by the windings can. For this purpose connection leads are connected to the windings of the winding bodies. The connecting leads correspond in each case to the type of windings provided on the respective winding body. Thus as connecting lines such as optical fibers Fa ⁇ electrically conductive signal lines, etc. are used.
  • At least one of the connecting lines of the windings of the various winding bodies is laid in such a way that at least a portion of the connecting line extends through the larger gap.
  • the possibilities are given to connect the connection line directly to the respective winding body, to provide a reversal of the direction of the connection line in the gap, to cross the stack, etc. in order to be able to use the shortest possible connecting lines.
  • connection lines emerge from the gap at different positions on the circumference of the stack or to enter.
  • connection points can be arranged distributed on the circumference of the stack. For example, optical clocking of windings on one side of the shell of the stack a connection point for the con- be provided and diametricallyunlie ⁇ quietly a connection point for the connection of connecting cables for the transmission of electrical impulses.
  • connection lines which do not influence one another can be laid along a first path and other connecting lines which do not influence one another can be laid on a second, spaced path.
  • a further advantageous embodiment can provide that the winding body are penetrated by a support body, so that forms an annular groove between immediately adjacent winding bodies at a gap, in particular at the larger gap.
  • a support body makes it possible to align the winding body coaxially.
  • the support body may have a cross section shaped in the same way as a recess provided in the winding body. Especially with an annular
  • Shape of the winding body are, for example, tubular support body, on the one hand cause sufficient mechanical ⁇ cal stabilization and on the other hand are low in mass.
  • the support body can for example be made of electrically insulating be made or electrically conductive material.
  • an electrically conductive material of the support body can enforce the stack over its entire length and at least at one end face of the stack carry a field control electrode.
  • the field control electrode leads ⁇ the same electrical potential as the electrically conductive supporting body.
  • the winding body may initially be mounted displaceably on the support body, so that the gap widths between the immediately adjacent winding bodies can be adjusted and the larger gap can be positioned at any position within the Sta ⁇ pels. After setting the
  • Gap widths can also be a fixation of the winding body carried on the support element, so that the individual winding body are connected by the support body angle rigid with each other.
  • a fixation can be done for example by adhesive bonds or clamp connections or other suitable connection methods.
  • the support body can form a bottom of a groove in the respective columns, in particular in the larger gap, whose groove cheeks are formed by the adjacent winding body.
  • the groove is correspondingly annular in itself formed circumferentially closed and forms a kind of channel, which can serve to accommodate example of connection lines.
  • the groove opens in the radial direction.
  • a space is formed, which can serve to accommodate connection lines, so that they can pass through the groove, for example, clockwise or counterclockwise at least in sections.
  • the course of the connecting lines in the groove takes place substantially transversely to the axial extent of the stack.
  • a further advantageous embodiment may provide that several, in particular three stacks of winding bodies are arranged paral lel ⁇ and each aufwei- a larger gap sen, which are mutually aligned.
  • a current transformer assembly according to the invention is used primarily in electrical power transmission devices in order to map currents in phase conductors of the electric power transmission devices can.
  • multi-phase AC systems in addition to the use of single-phase AC voltages, the use of multi-phase AC systems has prevailed.
  • three-phase Wech ⁇ sellidssysteme be used, for example, which have three mutually electri- cally insulated phase conductors.
  • the three phase conductors are provided to each carry an electric current.
  • a stack of winding bodies is provided which, in order to save space, are preferably aligned parallel to one another.
  • a larger gap of an adjacent stack can be used to also lead connecting lines from adjacent stacks through the larger gap of another stack.
  • a gusset areas representing the plurality of stacks of unused to ⁇ sammenformen envelope contour areas. This gusset areas should be used to enter or emerge connection ⁇ lines in the larger gap allow.
  • the scope of the envelope contour of the plurality of stacks is not magnification ßert ⁇ excellent connection lines.
  • An arrangement of a contacting point can also be provided in the gusset areas in order to connect the windings of the winding bodies to the connecting lines.
  • a compact current transformer assembly for measuring currents in a multi-phase Elektroenergieübertragungssys ⁇ tem use.
  • the axes of the stacks should be aligned parallel to each other.
  • the axes should mark the vertices of a triangle gleichseiti ⁇ gene in a projection in the direction of the axes.
  • a further advantageous embodiment may provide that the one or more stacks is / are surrounded by a gas-tight encapsulating housing.
  • the electrically insulating gas may have an increased pressure relative to the environment, so that the insulation resistance of the electrically insulating gas is additionally increased.
  • a corresponding reduction of hit distances to be maintained in the interior of the encapsulating be made so that a compact power converter assembly can be generated.
  • the encapsulation housing In cooperation with the pressure-increased gas, ie, with a compressed gas insulation, can be done in the larger gap a laying of a plurality of connecting lines and this connection line to a point or more points on the encapsulating be performed on which the ⁇ lines the encapsulation housing means an implementation enforce arrangement gas-tight. It is thus possible in the interior of the encapsulating housing to pre-detection of an elec trical ⁇ stream and perform an evaluation of the information supplied by the windings of the winding body outside the encapsulating housing.
  • the / the stack is surrounded by a housing / are, which allows an off ⁇ exchange of gases with the environment through a corresponding opening.
  • first winding body and the second winding body in the axial direction have different heights from each other.
  • the winding bodies can have different heights.
  • the winding bodies can in the axial direction, d. h., Have different dimensions in the direction of the longitudinal axis of the stack formed by them.
  • the first winding body and the second winding body may preferably have a similar cross-section, but the heights may differ from each other.
  • the first and the second winding body may have different windings, for example, according to function, type and number, so that, for example, various information about connecting lines are guided through the larger gap.
  • first winding body part of a first group and the second winding body part of a second group and the winding ⁇ body of each group in the axial direction each have similar heights, wherein in the axial direction, the first group on one side of the larger gap and the second group on the other side of the larger gap to ⁇ are ordered.
  • the outgoing from the individual groups connecting lines can be performed in a simple manner to the larger gap to be continued from there to other connection elements or processing devices.
  • the groups of winding bodies can for example have different func ⁇ NEN. So it is for example possible that the first group of coil bodies having a higher Klassengenauig ⁇ ness than the second group of coil bodies. Thus, it is possible, for example, to use the information provided by the first group of winding bodies for a billing of electrical energy.
  • the second group of winding bodies with a lower class accuracy can be used, for example, to obtain information for
  • winding bodies of the first and second groups can also function according to different working principles.
  • a group of the recovery of Informatio ⁇ NEN can be used by means of optical fibers, whereas the second group feeds information obtained for example by use of a transformer principle in the Harleylei ⁇ obligations.
  • a further advantageous embodiment can provide that the gaps in each group are the same.
  • the gaps are each made the same width, allowing to specify a compact power converter assembly which has been enlarged beyond the one, the two groups has separating gap.
  • FIG. 1 shows a first perspective view of a wall flow ⁇ lerbaud that
  • Figure 2 is a second perspective view of a current ⁇ converter assembly
  • Figure 3 is a plan view of a power converter assembly.
  • FIG. 1 shows a current transformer assembly with a first stack 1, a second stack 2 and a third stack 3.
  • the three stacks 1, 2, 3 each have a longitudinal axis and are constructed substantially the same.
  • the basic structure of a stack of egg ⁇ ner current transformer assembly will be described with reference to the illustrated in the figure 1 in the foreground third stack 3.
  • the third stack 3 has a first winding body 4 and a second winding body 5.
  • the first winding body 4 and the second winding body 5 each have similar cross sections.
  • the cross section of the first winding body 4 and the second winding body 5 is annular, so that the contours of the first winding body 4 and the second winding body 5 are each formed hohlzy ⁇ lindrisch with annular cover surfaces.
  • the off ⁇ expansion of the first winding body 4 in the axial direction is greater than the extension of the second winding body 5 in the axial direction.
  • the first winding body 4 thus has a greater height than the second winding body 5.
  • the first winding body 4 is part of a first group 7 of
  • the second winding body 5 is part of a second group 8 of winding bodies.
  • the first group 7 of winding bodies and the second group 8 of winding bodies each have a plurality of winding bodies with a similar contour.
  • the first group 7 of winding ⁇ bodies here has two winding bodies formed in the manner of the first winding ⁇ body. 4
  • the second group 8 of winding bodies has four winding bodies designed in the manner of the second winding body 5. All winding body of the first and second group 7, 8 are aligned coaxially to the longitudinal axis of the third stack 3 and each have approximately the same cross-section.
  • the cross-sections are each approximately perpendicular from the jeweili ⁇ gen longitudinal axes of the stack 1, 2, 3 penetrates.
  • the immediately adjacent to each other arranged winding body are axially spaced apart, so that in each case a gap 9 is accommodatebil ⁇ det.
  • Both the column 9 of the first group 7 and the gap 9 of the second group 8 are approximately equal to ⁇ laid out.
  • all gaps 9 are provided with a smaller width than the larger gap 6, which is arranged between the first winding body 4 and the second winding body 5.
  • a first group 7 of winding bodies which have a greater height than the other hand of the larger gap 6 arranged second group 8 of winding bodies, which each have a lower height.
  • the first winding body 4 is part of the first group 7 of winding bodies with the greater height.
  • the second winding body 5, which is part of the second group 8 of winding bodies, has a smaller height.
  • the first group 7 of winding bodies has a smaller axial extent than the second group 8 of winding bodies with their winding bodies of lesser height.
  • the number of lower height winding bodies is greater than the number of larger height winding bodies.
  • All winding body of the first group 7 and the second group 8 are centrally penetrated by a support body 10.
  • the support body 10 is configured in the form of an electrically conductive tube, which projects beyond the end sides of the winding bodies of the first group 7 or the second group 8 which are arranged at the end.
  • Vorlie ⁇ vicinity of the supporting body is designed in the form of an aluminum pipe 10 from ⁇ on which the winding bodies are fixed angularly rigid. In an assembly of the winding body with the support body 10, it is possible to move the winding body axially and to position the position of the larger gap 6 in the course of the third stack 3 variable.
  • the field control electrode 11 has ei ⁇ ne annular structure, which is correspondingly curved, so that a portion of a surface of a toroid is madebil ⁇ det, which spans an annular end face of the third Sta ⁇ pels 3.
  • the field control electrode 11 and the support Body 10 carry the same electrical potential.
  • a base plate 12 At the other end of the support body 10 is a base plate 12 at. Since on this end face of the support body 10 projects beyond an end-side winding body, a spacing of the end arranged winding body of the base plate 12 is given.
  • the individual configuration of the winding body may vary. For example, different measuring methods can be used on different winding bodies.
  • optical fibers may be laid, for example, in the first group 7 of winding bodies to taking advantage of the influence of an electromagnetic field of a current-carrying phase conductor, a polarized light to beeinflus ⁇ sen.
  • Can be connected to the second group 8 of winding bodies examples game, a transformational principle used kom ⁇ men to map an electrical current in a current-carrying conductor.
  • phase conductors through which current flows preferably extend through central recesses in the three
  • phase conductors should have a linearly stretched structure in the region of the stacks 1, 2, 3, so that the stacks 1, 2, 3 are each aligned coaxially with the phase conductors which they enclose .
  • a clamping collar 14 is inserted in a gap 9 of the second group of winding bodies 8, on which the tension rods 13 can act.
  • a rigid-angle bond between the respective stack 1, 2, 3 and the base plate 12 is given.
  • the three stacks 1, 2, 3 are also positioned relative to each other.
  • FIG. 1 further shows a contact-making point 15, at which some windings of different winding bodies terminate by way of example.
  • the contacting point 15 lies in a gusset region between the first and third gaps 1, 3 and thus lies within the contour bounded by the three stacks 1, 2, 3.
  • the con- takt istsstelle 15 represents an interface to Wick ⁇ lungs of the winding body to contact by means of connection lines sixteenth
  • the connection lines 16 can now be laid starting from the contacting point 15 to other connection points ⁇ .
  • Connection points can be, for example, feedthroughs in an encapsulation housing enclosing the stacks 1, 2, 3.
  • a direct radial propagation is by way of example in Figure 1 with the two connecting lines 16 which are facing the base plate 12, shown by way ⁇ represents. In this case there are connection points in ra ⁇ dialer direction. A special guide and steering this connection line 16 is not required.
  • Another four connecting lines 16, which lie on the side facing away from the base plate 12 of the contacting point 15 are inserted into the larger gap 6 of the third stack 3 and pass through the larger gap formed in 6 annularly closed circumferential groove. Groove edges of the annular circumferential groove are defined by the respective limiting first and second winding body 4, 5 formed.
  • a bottom of the annular self-contained circumferential groove is formed by a lateral surface of the support body 10.
  • an annular circumferential groove is formed in the larger gap 6, which serves to receive connecting lines 16.
  • a laying of the connection lines 16 in the larger gap 6 is shown counterclockwise (see FIG . 1) .
  • This laying is also referred to as external laying of connecting lines 16, since a laying path of the connecting lines 16 in the region of the larger gap 6 of the third stack 3, which faces away from the first stack 1 and the second stack 2.
  • FIG. 2 shows a perspective view of FIG.
  • FIG. 3 shows a plan view of the current transformer assemblies known from FIGS. 1 and 2.
  • the symmetry axes 1a, 2a, 3a correspond to the longitudinal axes.
  • the symmetry axes 1a, 2a, 3a correspond to the longitudinal axes. Visible is the ring structure of the three stacks
  • connection boxes 17a, 17b, 17c are distributed.
  • the terminal boxes 17a, 17b, 17c can each ⁇ wells be the target of the installed by the larger gap 6 connecting lines 16 and comprise connection points. Alternatively, it can also be provided that the connection lines 16 are guided directly to the connection boxes 17a, 17b, 17c.
  • one or more connection boxes 17a, 17b, 17c may be arranged distributed on the circumference of the Stromwandlerbau ⁇ group.
  • connection lines 16 can take place in order to reach the respective connection boxes 17a, 17b, 17c in a short path.
  • dashed arrows which are provided with the reference numerals Fig. 1 and Fig. 2, the proposed in Figures 1 and 2 laying paths for connecting lines 16.
  • other paths within the larger column 6 of the first, second and third stack 1 are indicated by the dashed arrows, which are provided with the reference numerals Fig. 1 and Fig. 2, the proposed in Figures 1 and 2 laying paths for connecting lines 16.
  • the depth of the peripheral groove respectively formed in the larger gap 6 is substantially equal to the radial extent of the annular winding bodies.
  • the stacks 1, 2, 3 shown in FIGS. 1, 2, 3 may be closed, for example, by a gas-tight encapsulating housing .
  • the junction boxes may be struck 17b 17c 17a, wherein 16 are provided such in the field of terminal boxes 17a, 17b, 17c connecting points for connection lines, that a gas-tight lead-through of the connecting lines 16, respectively of corresponding connection elements is performed by the Kapselungsge ⁇ housing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Abstract

Eine Stromwandlerbaugruppe weist einen ersten, einen zweiten sowie einen dritten ringförmigen Wicklungskörper (4, 5) auf. Die Wicklungskörper (4, 5) sind koaxial zueinander ausgerichtet und zu einem Stapel verbunden. Zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern (4, 5) ist jeweils ein Spalt (6, 9) ausgebildet. Ein Spalt (6, 9) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern (4, 5) ist größer als Spalte (6, 9) zwischen weitere unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern (4, 5).

Description

Beschreibung
Stromwandlerbaugruppe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromwandlerbaugruppe aufweisend zumindest einen ersten, einen zweiten sowie einen dritten ringförmigen Wicklungskörper, welche koaxial ausgerichtet sind und einen Stapel ausbilden, in welchem zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungskörpern jeweils ein Spalt ausgebildet ist, wobei der erste Wicklungskörper unmittelbar benachbart zu dem zweiten Wicklungskörper und der zweite Wicklungskörper unmittelbar benachbart zu dem dritten Wicklungskörper angeordnet ist.
Eine derartige Stromwandlerbaugruppe ist beispielsweise aus der französischen Patentanmeldung FR 2 874 122 AI bekannt. Die dortige Stromwandlerbaugruppe weist mehrere ringförmige Wicklungskörper auf, welche koaxial zueinander ausgerichtet sind und einen Stapel ausbilden. Zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern sind jeweils Spalte ausgebildet, die bei der bekannten Anordnung mit Trennstegen befüllt sind. Die bekannte Stromwandleranordnung weist drei gleichartig aufge¬ baute Stapel auf. Um eine elektrische Kontaktierung einzelner Wicklungen der aufeinander gestapelten Wicklungskörper zu ermöglichen, ist oberhalb der jeweiligen Stapel ein Montageraum angeordnet, welcher einem Verlegen, Auskreuzen bzw. Ausleiten von Anschlussleitungen dient.
Zusätzlich ist mantelseitig ein weiterer Montageraum vorgesehen, um die Anschlussleitungen aufzuteilen und verteilt durch ein Gehäuse der bekannten Stromwandlerbaugruppe nach außen zu führen . Sowohl durch den oberhalb der jeweiligen Stapel vorgesehenen Montageraum als auch durch den mantelseitig vorgesehenen Montageraum erfolgt eine Vergrößerung des Volumens der Stromwandlerbaugruppe .
Im Zuge einer zunehmenden Miniaturisierung von Elektroenergieübertragungseinrichtungen ist es erforderlich, in diesen Anlagen eingesetzte Stromwandlerbaugruppen in ihren Ausdehnungen zu reduzieren. Die an der bekannten Stromwandlerbaugruppe vorgesehenen Montageräume stehen einer Bauraumreduzie¬ rung entgegen.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Stromwandlerbaugrup¬ pe anzugeben, welche auf großvolumige Montageräume verzichten kann .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Stromwandlerbau¬ gruppe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Spalt zwischen dem ersten Wicklungskörper und dem zweiten Wicklungskörper größer ist als der Spalt zwischen dem zweiten Wicklungskörper und dem dritten Wicklungskörper.
Stromwandlerbaugruppen werden in Elektroenergieübertragungseinrichtungen eingesetzt, um einen elektrischen Stromfluss in einem Phasenleiter zu erfassen. Dazu wird eine den Stromfluss abbildende physikalische Größe mittels der Wicklungskörper erfasst. Eine derartige physikalische Größe kann beispiels¬ weise ein vom Stromfluss ausgehendes elektromagnetisches Feld sein. Der Phasenleiter kann dabei die ringförmigen Wicklungskörper durchsetzen, so dass die Wicklungskörper dem von dem Stromfluss ausgehenden elektromagnetischen Feld ausgesetzt sind. Die Wicklungskörper können verschieden ausgeführt sein, so dass die zu messende physikalische Größe, auf verschiede¬ nen Wegen erfasst werden kann. Die Wicklungskörper können beispielsweise Wicklungen aufweisen, welche aufgrund elektro¬ magnetischer Induktionserscheinungen nach dem transformatorischen Prinzip einen zu dem als Primärstrom wirkenden Strom- fluss proportionalen Sekundärstrom abgeben. In diesem Fall bildet der Phasenleiter die Primärwicklung eines Transformators und die Wicklungskörper mit ihren Wicklungen stellen die Sekundärwicklung des Transformators dar. Davon abweichend kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Wicklungen in alternativer Form ausgebildet sind. So können beispielsweise faseroptische Wicklungen an den Wicklungskörpern angeordnet sein, oder die Wicklungskörper können Aufnehmer aufweisen, welche mittels Halbleiterbaugruppen eine Abbildung des Stromflusses vornehmen.
Sieht man nunmehr vor, dass man einen der Spalte in dem Stapel von Wicklungskörpern gegenüber einem anderen Spalt vergrößert ausführt, so entsteht eine Möglichkeit im Verlauf des Stapels einen Raum zu schaffen, um einen Anschluss der Wicklungen der Wicklungskörper vorzunehmen. Da der größere Spalt sich im Stapel befindet und den Stapel durchsetzt, ist so ei¬ ne Möglichkeit gegeben, den Stapel zu queren. Weiter kann der größere Spalt beispielsweise als Montageraum dienen, um An¬ schlusselemente oder ähnliches aufzunehmen. Der Stapel ist durch den größeren Spalt in Querrichtung durchsetzt. Anschlusselemente können den Stapel so auf kurzem Wege queren. Da sich der Spalt innerhalb des Stapels von Wicklungskörpern befindet, ist ein Zugang zu Wicklungskörpern auf einem kurzen Wege möglich.
Die Wicklungskörper können beispielsweise eine ringförmige Struktur aufweisen, wobei die Wicklungskörper vorzugsweise hohlzylindrisch ausgestaltet sein sollten, wobei die einzel¬ nen Wicklungskörper gleichartige Querschnitte aufweisen soll¬ ten. Vorzugsweise sollten die Querschnitte kreisringförmig ausgestaltet sein. Unabhängig von dem gewählten Querschnitt für die Wicklungskörper sollten die Wicklungskörper fluchtend zueinander ausgerichtet sein. Vorzugsweise sollten die Wick¬ lungskörper koaxial ausgerichtet sein. Durch die Verwendung gleichartiger Querschnitte ist es möglich, einen Stapel zu bilden, dessen Mantelfläche bis auf die zwischen den unmit¬ telbar benachbart angeordneten Wicklungskörper liegenden Spalte frei von Vorsprüngen oder Schultern ist. Somit kann der Stapel eine Kontur aufweisen, welche im Wesentlichen der Kontur eines der Wicklungskörper entspricht, wobei der Stapel aufgrund der Aneinanderreihung mehrerer annähernd deckungsgleicher Wicklungskörper in axialer Richtung eine größere Ausdehnung aufweist als die Ausdehnung eines einzelnen der Wicklungskörper, welcher Teil des Stapels ist. Innerhalb des Stapels sind die Wicklungskörper zueinander axial beabstandet angeordnet. Unmittelbar benachbart sind Wicklungskörper dann, wenn in axialer Richtung zwischen den Wicklungskörpern kein weiterer Wicklungskörper angeordnet ist. Ein zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern befindlicher Spalt kann mit weiteren Elementen ganz oder teilweise befüllt sein. In einem Spalt können beispielsweise eine Trennplatte, ein
Trennsteg, eine Leitung, ein Isoliermaterial, ein Füllstoff usw. angeordnet sein. Nutzt man nunmehr unterschiedliche Spaltbreiten innerhalb des Stapels so ist es möglich, einen breiteren Spalt genau an ei¬ ner Stelle des Stapels vorzusehen, welche eines unmittelbaren Zugriffes bedarf. So kann der größere Spalt beispielsweise mittig in einem Stapel angeordnet sein, oder eher zu einem Rand des Stapels hin verschoben sein. Wählt man für einen anderen Spalt, welcher gerade nicht für die Aufnahme von weite¬ ren Elementen notwendig ist, eine gegenüber dem größeren Spalt reduzierte Dimension, so wird die Gesamterstreckung in axialer Richtung des Stapels nicht in unnötiger Weise vergrö¬ ßert .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass mehr als drei Wicklungskörper axial beabstandet zueinander in einem Stapel angeordnet sind und ein Spalt zwischen dem ers¬ ten Wicklungskörper und dem zweiten Wicklungskörper größer ist als jeder weitere Spalt zwischen weiteren unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungskörpern.
Neben der Verwendung eines ersten, eines zweiten und eines dritten ringförmigen Wicklungskörpers kann der Stapel eine darüber hinausgehende Anzahl von Wicklungskörpern aufweisen. Auch an einem Stapel von mehr als drei Wicklungskörpern ist zwischen den jeweils unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungskörpern eine Ausbildung eines Spaltes vorgesehen. Wählt man nunmehr lediglich einen einzigen Spalt aus, welcher gegenüber allen weiteren Spalten im Verlauf des Stapels eine größere Breite aufweist, so ist es möglich, einen Kanal im Verlauf des Stapels zu schaffen, um beispielsweise Anschluss¬ leitungen in das Innere des Stapels hineinzulegen bzw. den Stapel quer zu dessen Längsachse zu queren. Dabei kann der größere Spalt je nach Bedarf an beliebiger Stelle im axialen Verlauf des Stapels positioniert sein. Der vergrößerte Spalt kann beispielsweise zentral, endseitig oder zwischen einer
Endseite und einem zentralen Abschnitt des Stapels angeordnet sein. Der erste und der zweite Wicklungskörper können im axialen Verlauf des Stapels beispielsweise zentral positioniert sein. Die Bezeichnung erster und zweiter Wicklungskörper ist daher nicht einschränkend dahingehend auszulegen, dass es sich ausschließlich um einen endseitig positionierten größeren Spalt handelt. Der größere Spalt kann je nach nötiger Aufnahmekapazität be¬ darfsweise verschiedenartige Dimensionen aufweisen. Reduziert man die Dimension der weiteren Spalte entsprechend, so kann selbst bei einer größeren Anzahl von Wicklungskörpern auf sich stirnseitig an den Stapel anschließende Montageräume verzichtet werden. Die weiteren Spalte können beispielsweise derart reduziert sein, dass benachbarte Wicklungskörper ein¬ ander berühren und lediglich Fügespalte im Verlauf des Sta¬ pels verbleiben. Es ist beispielsweise möglich, stirnseitig an dem Stapel an einem Ende oder an beiden Enden des Stapels eine Feldsteuerelektrode zu positionieren, die eine stirnsei¬ tige Homogenisierung elektrischer Felder bewirkt. Bei einer Verlegung von Anschlussleitungen für Wicklungen der Wicklungskörper durch den Stapel, d. h. im größeren Spalt kann dieser Spalt durch die Feldsteuerelektrode geschirmt sein. Im Gegensatz dazu ist bei einem Vorsehen eines stirnseitig ange¬ ordneten Montageraumes zur Verlegung von Anschlussleitungen ein Steuern des elektrischen Feldes nicht ohne weiteres mög¬ lich, da auf den entsprechenden Platzbedarf und Verlegeweg der Anschlussleitungen Rücksicht zu nehmen ist. Eine
Feldsteuerelektrode kann beispielsweise ringförmige Struktu¬ ren aufweisen, wobei eine Feldsteuerelektrode beispielsweise nach Art eines Toroides oder auch eines Abschnittes eines To- roides oder einer Kugelkappe oder in ähnlicher Art und Weise geformt sein kann, um eine Stirnseite des Stapels abzurunden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass bis auf den zwischen dem ersten und dem zweiten Wicklungskörper befindlichen größeren Spalt sämtliche weiteren Spalte zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern im Stapel annähernd gleichartig dimensioniert sind.
Sieht man vor, dass sämtliche weiteren Spalte gleichartig di¬ mensioniert sind, so bekommt der Stapel eine Struktur, welche lediglich an der Stelle des größeren Spaltes in der Abfolge der Spalte eine Unstetigkeit aufweist. Durch eine Verwendung einer gleichartigen Spaltbreite mit Standardspaltmaß, welche bis auf den größeren Spalt an allen weiteren Spalten einzu- stellen ist, ist beispielsweise auch die Möglichkeit gegeben, die Position des vergrößerten Spaltes in einfacher Art und Weise an verschiedenen Stellen im Stapel auszubilden. So können die Wicklungskörper bei vorgegebener Gesamtlänge des Stapels beispielsweise in axialer Richtung verschoben werden, wobei eine Beabstandung der Wicklungskörper zueinander jeweils auf das Standardspaltmaß eingestellt wird. In Folge stellt sich zwangsweise an einer verbleibenden Stelle ein größerer Spalt ein. So ist es beispielsweise möglich, durch einfaches Verschieben einzelner Wicklungskörper oder Gruppen von Wicklungskörpern den vergrößerten Spalt in axialer Richtung durch den Stapel „wandern" zu lassen.
Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn verschiedenartige Einsatzmöglichkeiten für die Stromwandlerbaugruppe vorgesehen sind. So kann die Stromwandlerbaugruppe in einfacher Weise für den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden. Nach einem erfolgten Festlegen der Position des größeren Spaltes können die Wicklungskörper relativ zueinander festgelegt werden, so dass ein winkelstarrer Verbund zwischen den Wicklungskörpern gewährleistet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass von einem Wicklungskörper zumindest eine Anschlussleitung zumindest einer Wicklung ausgeht, wobei die zumindest eine An- Schlussleitung durch den größeren Spalt verläuft.
Die Wicklungskörper weisen jeweils zumindest eine Wicklung auf. Diese Wicklungen dienen einem Abbilden des in einen Phasenleiter fließenden elektrischen Stromes. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass ein Wicklungskörper mehrere Wicklungen aufweist. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine Wicklung mit mehreren Anzapfungen versehen ist, so dass unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse realisiert werden kön- nen. Unabhängig von der Ausgestaltung der Wicklungen in Art, Anzahl und Form kann ein Anschließen der Wicklungen vorgesehen sein, um die von den Wicklungen generierten Informationen weiterleiten zu können. Dazu werden an die Wicklungen der Wicklungskörper Anschlussleitungen angeschlossen. Die An- Schlussleitungen korrespondieren dabei jeweils zu der Art der auf dem jeweiligen Wicklungskörper vorgesehenen Wicklungen. So können als Anschlussleitungen beispielsweise optische Fa¬ sern, elektrisch leitfähige Signalleitungen usw. Verwendung finden. Zumindest eine der Anschlussleitungen der Wicklungen der verschiedenen Wicklungskörper ist dabei derart verlegt, dass sich zumindest ein Abschnitt der Anschlussleitung durch den größeren Spalt hindurch erstreckt. Innerhalb des größeren Spaltes sind beispielsweise die Möglichkeiten gegeben, die Anschlussleitung auf direktem Wege mit dem jeweiligen Wick- lungskörper zu verbinden, in dem Spalt eine Richtungsumkehr der Anschlussleitung vorzusehen, den Stapel zu queren usw., um möglichst kurze Anschlussleitungen verwenden zu können. Es ist beispielsweise möglich, verschiedenartige Wicklungen an den verschiedenen Wicklungskörpern vorzusehen, so dass unter- schiedliche Signalformen von den verschiedenen Wicklungen der verschiedenen Wicklungskörper übertragen werden können. Damit ist beispielsweise eine Möglichkeit gegeben, verschiedenarti¬ ge Messbereiche an verschiedenen Wicklungskörpern zu realisieren, oder auf unterschiedlichen Messprinzipien basierende Wicklungskörper zu verwenden, so dass eine Fehlerkorrektur über einen Vergleich der verschiedenen Signale ermöglicht wird. Der größere Spalt ermöglicht aufgrund seiner Dimension eine Mehrzahl von Anschlussleitungen aufzunehmen und diese einander kreuzen zu lassen. Damit ist beispielsweise die Mög- lichkeit gegeben, die Anschlussleitungen an verschiedenen Positionen am Umfang des Stapels aus dem Spalt austreten bzw. eintreten zu lassen. Beispielsweise können verschiedenartige Anschlusspunkte am Umfang des Stapels verteilt angeordnet sein. So kann beispielsweise ein Anschlusspunkt für die Kon- taktierung von optischen Wicklungen auf einer Seite des Mantels des Stapels vorgesehen sein und diametral gegenüberlie¬ gend ein Anschlusspunkt zum Anschluss von Anschlussleitungen zur Übertragung von elektrischen Impulsen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn zu befürchten ist, dass übertragene Signale bei einer geringen Beabstandung der entsprechenden Anschlussleitungen einander überlagern und verfälschen. Der vergrößerte Spalt kann ein ausreichendes Volumen bieten, so dass verschiedenartige Anschlussleitungen auf verschiedenar- tigen Wegen den Spalt durchsetzen. So können beispielsweise einander nicht beeinflussende Anschlussleitungen entlang eines ersten Pfades verlegt werden und andere einander nicht beeinflussende Anschlussleitungen auf einem beabstandeten zweiten Pfad verlegt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Wicklungskörper von einem Tragkörper durchsetzt sind, so dass sich an einem Spalt, insbesondere am größeren Spalt eine Ringnut zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern ausbildet.
Ein Tragkörper ermöglicht es, die Wicklungskörper koaxial auszurichten. Dazu kann der Tragkörper einen gegengleich zu einer im Wicklungskörper vorgesehenen Ausnehmung geformten Querschnitt aufweisen. Insbesondere bei einer ringförmigen
Gestalt der Wicklungskörper eignen sich beispielsweise rohr- förmige Tragkörper, die einerseits eine ausreichende mechani¬ sche Stabilisierung bewirken und andererseits massearm sind. Der Tragkörper kann beispielsweise aus elektrisch isolieren- dem oder elektrisch leitfähigem Material gefertigt werden. Insbesondere bei der Verwendung eines elektrisch leitfähigen Materials kann der Tragkörper den Stapel auf seiner gesamten Länge durchsetzen und zumindest an einem stirnseitigen Ende des Stapels eine Feldsteuerelektrode tragen. Die Feldsteuer¬ elektrode führt dabei das gleiche elektrische Potential wie der elektrisch leitfähige Tragkörper. Die Wicklungskörper können zunächst auf dem Tragkörper verschieblich gelagert sein, so dass die Spaltbreiten zwischen den unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern eingestellt werden können und der größere Spalt an einer beliebigen Position innerhalb des Sta¬ pels positioniert werden kann. Nach einem Festlegen der
Spaltbreiten kann auch eine Fixierung der Wicklungskörper auf dem Tragelement erfolgen, so dass die einzelnen Wicklungskörper über den Tragkörper winkelstarr untereinander verbunden sind. Eine Fixierung kann beispielsweise durch Klebeverbindungen oder Klemmverbindungen oder andere geeignete Verbindungsmethoden erfolgen.
Der Tragkörper kann dabei in den jeweiligen Spalten, insbesondere im größeren Spalt, einen Boden einer Nut bilden, deren Nutwangen durch die benachbarten Wicklungskörper gebildet sind. Die Nut ist entsprechend ringförmig in sich umlaufend geschlossen ausgebildet und bildet eine Art Kanal, welcher der Aufnahme beispielsweise von Anschlussleitungen dienen kann. Die Nut öffnet sich in radialer Richtung. Damit ist in dem Stapel, zumindest im größeren Spalt, ein Raum gebildet, welcher der Aufnahme von Anschlussleitungen dienen kann, so dass diese die Nut beispielsweise mit dem Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zumindest abschnittsweise durchlaufen können. Der Verlauf der Anschlussleitungen in der Nut erfolgt im Wesentlichen quer zur axialen Erstreckung des Stapels. Durch eine Nutzung einer Nut ist ein unerwünschtes Verschie¬ ben der Anschlussleitungen oder der Elemente, welche in dem größeren Spalt zu positionieren sind, verhindert, da Nutwangen und der Boden der Nut eine Begrenzung des zur Verfügung stehenden Raumes vornehmen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass mehrere, insbesondere drei Stapel von Wicklungskörpern paral¬ lel angeordnet sind und jeweils einen größeren Spalt aufwei- sen, die zueinander fluchtend ausgerichtet sind.
Eine erfindungsgemäße Stromwandlerbaugruppe wird vor allem in Elektroenergieübertragungseinrichtungen eingesetzt, um Ströme in Phasenleitern der Elektroenergieübertragungseinrichtungen abbilden zu können. In großtechnischen Anwendungen hat sich neben der Verwendung von einphasigen Wechselspannungen der Einsatz von mehrphasigen Wechselspannungssystemen durchgesetzt. Typischerweise werden beispielsweise dreiphasige Wech¬ selspannungssysteme verwendet, welche drei voneinander elekt- risch isolierte Phasenleiter aufweisen. Die drei Phasenleiter sind vorgesehen, um jeweils einen elektrischen Strom zu führen. Zur Erfassung der einzelnen Ströme der einzelnen Phasenleiter ist jeweils ein Stapel von Wicklungskörpern vorgesehen, welche platzsparend vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Ist dabei in jedem der Stapel ein größerer Spalt vorgesehen und sind die einzelnen Spalte der einzelnen Stapel fluchtend angeordnet, kann ein größerer Spalt eines benachbarten Stapels genutzt werden, um Anschlussleitungen auch von benachbarten Stapeln durch den größeren Spalt eines anderen Stapels zu führen. Zwischen den Stapeln stellen sich Zwickelbereiche ein, welche in der aus mehreren Stapeln zu¬ sammengesetzten Hüllkontur ungenutzte Bereiche darstellen. Diese Zwickelbereiche sollten genutzt werden, um Anschluss¬ leitungen in den größeren Spalt eintreten bzw. heraustreten zu lassen. Damit wird der Umfang der Hüllkontur der mehreren Stapel nicht durch hervorragende Anschlussleitungen vergrö¬ ßert. In den Zwickelbereichen kann auch eine Anordnung einer Kontaktierungsstelle vorgesehen sein, um die Wicklungen der Wicklungskörper mit den Anschlussleitungen zu verbinden. Damit kann eine kompakte Stromwandlerbaugruppe zur Messung von Strömen in einem mehrphasigen Elektroenergieübertragungssys¬ tem Verwendung finden. Vorzugsweise sollten die Achsen der Stapel parallel zueinander ausgerichtet sein. Bei einer Ver¬ wendung von drei Stapeln sollten die Achsen in einer Projektion in Richtung der Achsen die Eckpunkte eines gleichseiti¬ gen Dreiecks markieren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der oder die Stapel von einem gasdichten Kapselungsgehäuse umgeben ist/sind.
Bei einer Anordnung des Stapels in einem gasdichten Kapselungsgehäuse ist die Möglichkeit gegeben, den oder die Stapel mit einem elektrisch isolierenden Gas zu umspülen, welches innerhalb des gasdichten Kapselungsgehäuses eingeschlossen ist. Das elektrisch isolierende Gas kann dabei gegenüber der Umgebung einen erhöhten Druck aufweisen, so dass die Isolationsfestigkeit des elektrisch isolierenden Gases zusätzlich erhöht wird. Insbesondere bei einer Druckbeaufschlagung kann eine entsprechende Reduzierung von einzuhaltenden Schlagweiten im Innern des Kapselungsgehäuses vorgenommen werden, so dass eine kompakte Stromwandlerbaugruppe erzeugbar ist. Im Zusammenwirken mit dem druckerhöhten Gas, d. h., mit einer Druckgasisolation, kann in dem größeren Spalt eine Verlegung von einer Vielzahl von Anschlussleitungen erfolgen und diese Anschlussleitung zu einem Punkt oder mehreren Punkten an dem Kapselungsgehäuse geführt werden, an welchen die Anschluss¬ leitungen das Kapselungsgehäuse mittels einer Durchführungs- anordnung gasdicht durchsetzen. Damit besteht die Möglichkeit im Innern des Kapselungsgehäuses eine Erfassung eines elek¬ trischen Stromes vorzunehmen und eine Auswertung der durch die Wicklungen der Wicklungskörper gelieferten Information außerhalb des Kapselungsgehäuses vorzunehmen.
Darüber hinaus kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der/die Stapel von einem Gehäuse umgeben ist/sind, welches einen Aus¬ tausch von Gasen mit der Umgebung über eine entsprechende Öffnung zulässt.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Wicklungskörper und der zweite Wicklungskörper in axialer Richtung voneinander verschiedene Höhen aufweisen.
Die Wicklungskörper können unterschiedliche Höhen aufweisen. Die Wicklungskörper können in axialer Richtung, d. h., in Richtung der Längsachse des durch sie gebildeten Stapels, unterschiedliche Ausdehnungen aufweisen. Dabei können der erste Wicklungskörper und der zweite Wicklungskörper zwar vorzugsweise einen gleichartigen Querschnitt aufweisen, jedoch können die Höhen voneinander abweichen. Der erste und der zweite Wicklungskörper können dabei voneinander abweichende Wicklungen beispielsweise nach Funktion, Art und Anzahl aufweisen, so dass beispielsweise verschiedenartige Informationen über Anschlussleitungen durch den größeren Spalt geführt werden.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Wicklungskörper Teil einer ersten Gruppe und der zweite Wicklungskörper Teil einer zweiten Gruppe sind und die Wicklungs¬ körper der jeweiligen Gruppe in axialer Richtung jeweils gleichartige Höhen aufweisen, wobei in axialer Richtung die erste Gruppe auf der einen Seite des größeren Spaltes und die zweite Gruppe auf der anderen Seite des größeren Spaltes an¬ geordnet sind.
Nutzt man den vergrößerten Spalt, um zwei voneinander abweichende Gruppen von Wicklungskörpern zu trennen, so können die von den einzelnen Gruppen ausgehenden Anschlussleitungen in einfacher Weise bis zu dem größeren Spalt geführt werden, um von dort zu weiteren Anschlusselementen oder Verarbeitungsvorrichtungen weitergeführt zu werden. Die Gruppen von Wicklungskörpern können beispielsweise unterschiedliche Funktio¬ nen aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, dass die erste Gruppe von Wicklungskörpern eine höhere Klassengenauig¬ keit aufweist als die zweite Gruppe von Wicklungskörpern. So ist es beispielsweise möglich, die durch die erste Gruppe von Wicklungskörpern gelieferten Informationen für eine Verrechnung von Elektroenergie zu nutzen. Die zweite Gruppe von Wicklungskörpern mit einer geringeren Klassengenauigkeit kann beispielsweise für die Gewinnung von Informationen für
Schutzzwecke eingesetzt werden. Darüber hinaus können die Wicklungskörper der ersten und der zweiten Gruppe auch nach voneinander verschiedenen Arbeitsprinzipien funktionieren. Beispielsweise kann eine Gruppe der Gewinnung von Informatio¬ nen mittels optischer Fasern dienen, wohingegen die zweite Gruppe beispielsweise unter einer Nutzung des transformatorischen Prinzips gewonnene Informationen in die Anschlusslei¬ tungen einspeist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Spalte in jeder Gruppe gleich ausgebildet sind.
Eine Nutzung eines Normspaltes innerhalb jeder Gruppe, d. h., innerhalb jeder Gruppe sind die Spalte jeweils gleich breit ausgestaltet, ermöglicht eine kompakte Stromwandlerbaugruppe anzugeben, welche über den einen einzigen vergrößerten, die beiden Gruppen voneinander trennenden Spalt verfügt. Vorteilhaft kann weiter vorgesehen sein, dass lediglich der größere Spalt eine vergrößerte Dimension in axialer Richtung aufweist, wohingegen sämtliche weiteren Spalte in der ersten und in der zweiten Gruppe eine annähernd gleiche Spaltbreite auf¬ weisen.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben .
Dabei zeigt die
Figur 1 eine erste perspektivische Ansicht einer Stromwand¬ lerbaugruppe, die
Figur 2 eine zweite perspektivische Ansicht einer Strom¬ wandlerbaugruppe, sowie die
Figur 3 eine Draufsicht auf eine Stromwandlerbaugruppe.
Die Figur 1 zeigt eine Stromwandlerbaugruppe mit einem ersten Stapel 1, einem zweiten Stapel 2 sowie einen dritten Stapel 3. Die drei Stapel 1, 2, 3 weisen jeweils eine Längsachse auf und sind im Wesentlichen gleichartig aufgebaut. Im Folgenden soll anhand des in der Figur 1 im Vordergrund abgebildeten dritten Stapels 3 der grundsätzliche Aufbau eines Stapels ei¬ ner Stromwandlerbaugruppe beschrieben werden.
Der dritte Stapel 3 weist einen ersten Wicklungskörper 4 sowie einen zweiten Wicklungskörper 5 auf. Der erste Wicklungskörper 4 sowie der zweite Wicklungskörper 5 weisen jeweils gleichartige Querschnitte auf. Der Querschnitt des ersten Wicklungskörpers 4 und des zweiten Wicklungskörpers 5 ist kreisringförmig, so dass die Konturen des ersten Wicklungskörpers 4 und des zweiten Wicklungskörpers 5 jeweils hohlzy¬ lindrisch mit kreisringförmigen Deckflächen ausgebildet sind. Zwischen dem ersten Wicklungskörper 4 und dem zweiten Wick- lungskörper 5 ist ein größerer Spalt 6 angeordnet. Die Aus¬ dehnung des ersten Wicklungskörpers 4 in axialer Richtung ist größer als die Ausdehnung des zweiten Wicklungskörpers 5 in axialer Richtung. Der erste Wicklungskörper 4 weist damit eine größere Höhe auf als der zweite Wicklungskörper 5. Der erste Wicklungskörper 4 ist Teil einer ersten Gruppe 7 von
Wicklungskörpern. Der zweite Wicklungskörper 5 ist Teil einer zweiten Gruppe 8 von Wicklungskörpern. Die erste Gruppe 7 von Wicklungskörpern sowie die zweite Gruppe 8 von Wicklungskörpern weisen jeweils eine Mehrzahl von Wicklungskörpern mit gleichartiger Kontur auf. Die erste Gruppe 7 von Wicklungs¬ körpern weist vorliegend zwei nach Art des ersten Wicklungs¬ körpers 4 gebildete Wicklungskörper auf. Die zweite Gruppe 8 von Wicklungskörpern weist vier nach Art des zweiten Wicklungskörpers 5 ausgestaltete Wicklungskörper auf. Sämtliche Wicklungskörper der ersten sowie der zweiten Gruppe 7, 8 sind koaxial zur Längsachse des dritten Stapels 3 ausgerichtet und weisen jeweils annähernd den gleichen Querschnitt auf. Die Querschnitte sind jeweils annähernd lotrecht von den jeweili¬ gen Längsachsen der Stapel 1, 2, 3 durchsetzt. Innerhalb der ersten Gruppe 7 von Wicklungskörpern sowie innerhalb der zweiten Gruppe 8 von Wicklungskörpern sind die unmittelbar benachbart zueinander angeordneten Wicklungskörper voneinander axial beabstandet, so dass jeweils ein Spalt 9 ausgebil¬ det ist. Sowohl die Spalte 9 der ersten Gruppe 7 als auch der Spalt 9 der zweiten Gruppe 8 sind dabei annähernd gleich aus¬ gelegt. Sämtliche Spalte 9 sind jedoch mit einer geringeren Breite versehen, als der größere Spalt 6, welcher zwischen dem ersten Wicklungskörper 4 und dem zweiten Wicklungskörper 5 angeordnet ist. In axialer Richtung erstreckt sich somit einerseits des größeren Spaltes 6 eine erste Gruppe 7 von Wicklungskörpern, welche eine größere Höhe aufweisen als die andererseits des größeren Spaltes 6 angeordnete zweite Gruppe 8 von Wicklungskörpern, welche jeweils eine geringere Höhe aufweisen. Der erste Wicklungskörper 4 ist Teil der ersten Gruppe 7 von Wicklungskörpern mit der größeren Höhe. Der zweite Wicklungskörper 5, welcher Teil der zweiten Gruppe 8 von Wicklungskörpern ist, weist eine geringere Höhe auf. Die erste Gruppe 7 von Wicklungskörpern weist trotz höherer Wick- lungskörper eine geringere axiale Erstreckung auf, als die zweite Gruppe 8 von Wicklungskörpern mit ihren Wicklungskörpern geringerer Höhe. Die Anzahl der Wicklungskörper geringerer Höhe ist größer als die Anzahl der Wicklungskörper größerer Höhe.
Sämtliche Wicklungskörper der ersten Gruppe 7 sowie der zweiten Gruppe 8 sind zentrisch von einem Tragkörper 10 durchsetzt. Vorliegend ist der Tragkörper 10 in Form eines elektrisch leitfähigen Rohres ausgestaltet, welches die Stirnsei- ten der jeweils endseitig angeordneten Wicklungskörper der ersten Gruppe 7 bzw. der zweiten Gruppe 8 überragt. Vorlie¬ gend ist der Tragkörper 10 in Form eines Aluminiumrohres aus¬ gestaltet, auf welchem die Wicklungskörper winkelstarr befestigt sind. Bei einer Zusammenfügung der Wicklungskörper mit dem Tragkörper 10 ist es möglich, die Wicklungskörper axial zu verschieben und die Lage des größeren Spaltes 6 im Verlauf des dritten Stapels 3 variabel zu positionieren.
An einem Ende ist der Tragkörper 10 von einer Feldsteuer- elektrode 11 überspannt. Die Feldsteuerelektrode 11 weist ei¬ ne ringförmige Struktur auf, die entsprechend gewölbt ist, so dass ein Abschnitt einer Oberfläche eines Toroides ausgebil¬ det ist, welcher eine ringförmige Stirnseite des dritten Sta¬ pels 3 überspannt. Die Feldsteuerelektrode 11 und der Trag- körper 10 führen dasselbe elektrische Potential. Am anderen Ende des Tragkörpers 10 liegt eine Grundplatte 12 an. Da auch an dieser Stirnseite der Tragkörper 10 einen endseitigen Wicklungskörper überragt, ist eine Beabstandung des endseitig angeordneten Wicklungskörpers von der Grundplatte 12 gegeben.
Die einzelne Ausgestaltung der Wicklungskörper kann variieren. Beispielsweise können an verschiedenen Wicklungskörpern verschiedene Messmethoden zur Anwendung kommen. So können beispielsweise in der ersten Gruppe 7 von Wicklungskörpern optische Fasern verlegt sein, um unter Ausnutzung des Einflusses eines elektromagnetischen Feldes eines stromdurch- flossenen Phasenleiters ein polarisiertes Licht zu beeinflus¬ sen. An der zweiten Gruppe 8 von Wicklungskörpern kann bei- spielsweise ein transformatorisches Prinzip zum Einsatz kom¬ men, um einen elektrischen Strom in einem stromdurchflossenen Leiter abzubilden.
Die von einem Strom durchflossenen Phasenleiter erstrecken sich vorzugsweise durch zentrische Ausnehmungen in den drei
Stapeln 1, 2, 3. Die Phasenleiter sollten im Bereich der Stapel 1, 2, 3 eine linear gestreckte Struktur aufweisen, so dass die Stapel 1, 2, 3 jeweils koaxial zu den von ihnen um¬ schlossenen Phasenleitern ausgerichtet sind.
Auf der Grundplatte 12 sind neben dem dritten Stapel 3 auch der erste Stapel 1 sowie der zweite Stapel 2 gleichartig po¬ sitioniert. Die Längsachsen aller drei Stapel 1, 2, 3 sind dabei im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet, wobei der Aufbau des ersten Stapels 1 und des zweiten Stapels 2 dem Aufbau des zuvor beschriebenen dritten Stapels 3 gleicht. Je¬ der der drei Stapel 1, 2, 3 weist einen größeren Spalt 6 auf, wobei die größeren Spalte 6 der drei Stapel 1, 2, 3 fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Um ein Lösen der Stapel 1, 2, 3 von der Grundplatte 12 zu verhindern, sind die Stapel 1, 2, 3 mittels Spannstäben 13 gegen die Grundplatte 12 verpresst. Um eine Anpresskraft aufbringen zu können, ist in einem Spalt 9 der zweiten Gruppe von Wicklungskörpern 8 eine Spannschelle 14 eingelegt, an welcher die Spannstäbe 13 angreifen können. Somit ist ein winkelstarrer Verbund zwischen dem jeweiligen Stapel 1, 2, 3 und der Grundplatte 12 gegeben. Über die win¬ kelstarre Ausführung der Grundplatte 12 sind die drei Stapel 1, 2, 3 auch relativ zueinander positioniert.
Beispielhaft ist in der Figur 1 weiterhin eine Kontaktie- rungsstelle 15 gezeigt, an welcher exemplarisch einige Wicklungen verschiedener Wicklungskörper enden. Die Kontaktie- rungsstelle 15 liegt in einem Zwickelbereich zwischen erstem und drittem Spalt 1, 3 und liegt somit innerhalb der durch die drei Stapel 1, 2, 3 gemeinsam begrenzten Kontur. Die Kon- taktierungsstelle 15 stellt eine Schnittstelle dar, um Wick¬ lungen der Wicklungskörper mittels Anschlussleitungen 16 zu kontaktieren. Die Anschlussleitungen 16 können nunmehr ausge- hend von der Kontaktierungsstelle 15 zu anderen Anschluss¬ punkten verlegt werden. Anschlusspunkte können beispielsweise Durchführungen in einem die Stapel 1, 2, 3 einschließenden Kapselungsgehäuse sein. Beispielhaft ist in der Figur 1 bei den beiden Anschlussleitungen 16, welche der Grundplatte 12 zugewandt sind, eine unmittelbare radiale Fortleitung darge¬ stellt. In diesem Falle befinden sich Anschlusspunkte in ra¬ dialer Richtung. Eine besondere Führung und Lenkung dieser Anschlussleitung 16 ist nicht erforderlich. Weitere vier Anschlussleitungen 16, welche auf der von der Grundplatte 12 abgewandten Seite der Kontaktierungsstelle 15 liegen, sind in den größeren Spalt 6 des dritten Stapels 3 eingeführt und durchlaufen die am größeren Spalt 6 gebildete in sich ringförmig geschlossen umlaufende Nut. Nutflanken der ringförmig umlaufenden Nut werden durch die jeweils begrenzenden ersten und zweiten Wicklungskörper 4, 5 ausgebildet. Ein Boden der ringförmig in sich geschlossenen umlaufenden Nut wird durch eine Mantelfläche des Tragkörpers 10 gebildet. Somit ist in dem größeren Spalt 6 eine ringförmig umlaufende Nut gebildet, welche der Aufnahme von Anschlussleitungen 16 dient. In der Figur 1 ist dabei, bezogen auf die Längsachse des dritten Stapels 3, ausgehend von der Kontaktierungsstelle 15, eine Verlegung der Anschlussleitungen 16 in dem größeren Spalt 6 entgegen des Uhrzeigersinns dargestellt (vgl. Fig. 3, gestri- chelter Pfeil bezeichnet mit Fig. 1) . Diese Verlegung wird auch als außen liegende Verlegung von Anschlussleitungen 16 bezeichnet, da ein Verlegepfad der Anschlussleitungen 16 in dem Bereich des größeren Spaltes 6 des dritten Stapels 3 verläuft, welcher von dem ersten Stapel 1 und dem zweiten Stapel 2 abgewandt ist.
Da die größeren Spalte 6 von erstem, zweiten und dritten Stapel 1, 2, 3 jeweils fluchtend ausgerichtet sind, ist es mög¬ lich, die Anschlussleitungen 16 auch in die weiteren größeren Spalte 6 des ersten Stapels 1 und des zweiten Stapels 2 über¬ springen zu lassen. Innerhalb der größeren Spalte 6 sind die Anschlussleitungen 16 fixiert und können in verschiedene Richtungen verlegt werden. Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der aus der
Figur 1 bekannten Stromwandlerbaugruppe, wobei die Verlegung der Anschlussleitungen 16 abweichend erfolgt. Die Anschluss¬ leitungen 16 sind in dem größeren Spalt 6 des ersten Stapels 1 eingelegt, wobei die Anschlussleitungen 16 in dem größeren Spalt 6 in dem Bereich des größeren Spaltes 6 angeordnet sind, welcher dem dritten bzw. zweiten Stapel 3, 2 zugewandt sind. Dieser Verlegepfad wird als innenliegende Verlegung der Anschlussleitungen 16 bezeichnet (vgl. Fig. 3, gestrichelter Pfeil bezeichnet mit Fig. 2) . Die Figur 3 zeigt eine Draufsicht der aus den Figuren 1 und 2 bekannten Stromwandlerbaugruppen. Zu erkennen sind die Symmetrieachsen la, 2a, 3a des ersten, des zweiten und des drit- ten Stapels 1, 2, 3, welche lotrecht zur Zeichenebene der Fi¬ gur 3 stehen. Die Symmetrieachsen la, 2a, 3a entsprechen den Längsachsen. Erkennbar ist die Ringstruktur der drei Stapel
1, 2, 3, welche auf der Grundplatte 12 angeordnet sind. Am Umfang der Grundplatte sind mehrere Anschlusskästen 17a, 17b, 17c verteilt. Die Anschlusskästen 17a, 17b, 17c können je¬ weils das Ziel der durch den größeren Spalt 6 verlegten Anschlussleitungen 16 sein und Anschlusspunkte aufweisen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Anschlussleitungen 16 auf direktem Weg zu den Anschlusskästen 17a, 17b, 17c geführt werden. Je nach Bedarf können ein oder mehrere Anschlusskästen 17a, 17b, 17c am Umfang der Stromwandlerbau¬ gruppe verteilt angeordnet sein. Über die größeren Spalte 6 des ersten, des zweiten und des dritten Stapels 1, 2, 3 kann eine Verteilung und Führung der Anschlussleitungen 16 erfol- gen, um die jeweiligen Anschlusskästen 17a, 17b, 17c auf einem kurzen Weg zu erreichen. In der Figur 3 sind mit den gestrichelten Pfeilen, welche mit den Bezugszeichen Fig. 1 und Fig. 2 versehen sind, die in den Figuren 1 und 2 vorgeschlagenen Verlegepfade für Anschlussleitungen 16 symbolisiert. Darüber hinaus können jedoch auch weitere Wege innerhalb der größeren Spalte 6 des ersten, zweiten und dritten Stapels 1,
2, 3 eingeschlagen werden, um in geeigneter Weise die Anschlusskästen 17a, 17b, 17c zu erreichen. Wie man in der Figur 3 erkennen kann, ist die Tiefe der im größeren Spalt 6 jeweils gebildeten umlaufenden Nut im Wesentlichen der radialen Ausdehnung der ringförmigen Wicklungskörper entsprechend. Damit ist selbst bei einer nur ge¬ ringen Vergrößerung des Abstandes des großen Spaltes 6 im Vergleich zu den kleinen Spalten 9 ein ausreichendes Volumen innerhalb der Stapel 1, 2, 3 geschaffen, um mehrere An¬ schlussleitungen 16 aufnehmen zu können und die Stapel 1, 2, 3 zu queren.
Die in den Figuren 1, 2, 3 gezeigten Stapel 1, 2, 3 können beispielsweise von einem gasdichten Kapselungsgehäuse um¬ schlossen sein. An diesem gasdichten Kapselungsgehäuse können die Anschlusskästen 17a, 17b 17c angeschlagen sein, wobei im Bereich der Anschlusskästen 17a, 17b, 17c Anschlusspunkte für die Anschlussleitungen 16 derart vorgesehen sind, dass eine gasdichte Hindurchführung der Anschlussleitungen 16 respektive entsprechender Verbindungselemente durch das Kapselungsge¬ häuse erfolgt.

Claims

Patentansprüche
1. Stromwandlerbaugruppe aufweisend zumindest einen ersten, einen zweiten sowie einen dritten ringförmigen Wicklungskör- per (4, 5), welche koaxial ausgerichtet sind und einen Stapel (1, 2, 3) ausbilden, in welchem zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungskörpern (4, 5) jeweils ein Spalt (6, 9) ausgebildet ist, wobei der erste Wicklungskörper (4, 5) unmittelbar benachbart zu dem zweiten Wicklungskörper (4, 5) und der zweite Wicklungskörper (4, 5) unmittelbar benachbart zu dem dritten Wicklungskörper (4, 5) angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Spalt (6, 9) zwischen dem ersten Wicklungskörper (4, 5) und dem zweiten Wicklungskörper (4, 5) größer ist als der Spalt (6, 9) zwischen dem zweiten Wicklungskörper (4, 5) und dem dritten Wicklungskörper (4, 5) .
2. Stromwandlerbaugruppe nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
mehr als drei Wicklungskörper (4, 5) axial beabstandet zueinander in einem Stapel (1, 2, 3) angeordnet sind und ein Spalt (6, 9) zwischen dem ersten Wicklungskörper (4, 5) und dem zweiten Wicklungskörper (4, 5) größer ist als jeder weitere Spalt (6, 9) zwischen weiteren unmittelbar benachbart ange- ordneten Wicklungskörpern (4, 5) .
3. Stromwandlerbaugruppe nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
bis auf den zwischen dem ersten und dem zweiten Wicklungskör- per (4, 5) befindlichen größeren Spalt (6) sämtliche weiteren Spalte (9) zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern (4, 5) im Stapel (1, 2, 3) annähernd gleichartig dimensio¬ niert sind.
4. Stromwandlerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
von einem Wicklungskörper (4, 5) zumindest eine Anschlusslei- tung (16) zuminderst einer Wicklung ausgeht, wobei die zumindest eine Anschlussleitung durch den größeren Spalt (6) verläuft .
5. Stromwandlerbaugruppe nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Wicklungskörper (4, 5) von einem Tragkörper (10) durchsetzt sind, so dass sich an einem Spalt (6, 9), insbesondere am größeren Spalt (6, 9) eine Ringnut zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungskörpern (4, 5) ausbildet.
6. Stromwandlerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
mehrere, insbesondere drei Stapel (1, 2, 3) von Wicklungskör¬ pern (4, 5) parallel angeordnet sind und jeweils einen größe- ren Spalt (6) aufweisen, die zueinander fluchtend ausgerichtet sind.
7. Stromwandlerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der oder die Stapel (1, 2, 3) von einem gasdichten Kapselungsgehäuse umgeben ist/sind.
8. Stromwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der erste Wicklungskörper (4) und der zweite Wicklungskörper (5) in axialer Richtung voneinander verschiedene Höhen aufweisen.
9. Stromwandlerbaugruppe nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der erste Wicklungskörper (4) Teil einer ersten Gruppe (7) und der zweite Wicklungskörper (5) Teil einer zweiten Gruppe (8) sind und die Wicklungskörper (4, 5) der jeweiligen Gruppe (7, 8) in axialer Richtung jeweils gleichartige Höhen aufweisen, wobei in axialer Richtung die erste Gruppe (7) auf der einen Seite des größeren Spaltes (6) und die zweite Gruppe (8) auf der anderen Seite des größeren Spaltes (6) angeordnet sind.
10. Stromwandlerbaugruppe nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Spalte (9) in jeder Gruppe (7, 8) gleich ausgebildet sind.
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