DE893082C - Kombinierter Strom- und Spannungswandler mit geschlossenen Eisenkernen - Google Patents

Description

• Kombinierter Strom- und Spannungswandler mit geschlossenen Eisenkernen Strom- und Spannungswandler zu einer baulichen Einheit zu vereinigen, ist schon vielfach vorgeschlagen worden. Für jede der beiden Umwandlungsgrößen sind dabei nicht nur gesonderte Primär- und Sekundärwicklungen, sondern auch getrennte Eisenkerne erforderlich. Bei einer Gruppe bekannter Bauarten wird der Eisenkern des Spannungswandlers unter Erdpotential und derjenige des Stromwandlers unter Hochspannungspotential gehalten; hierbei muß die Unterspannungswicklung des Stromwandlers dem Eisenkern des Spannungswandlers parallel geführt werden: und dessen Oberspannungs-wicklung umschlingen, was eine erhebliche Verminderung -der Meßgenauigkeitergibt. Bei einer anderen Gruppe solch kombinierter Wandler steht der Eisenkern des Spannungswandlers unter Hochspannungspotential und: muß dementsprechend sowohl gegen Erde als auch gegen den Eisenkern des Stromwandlers isoliert sein, was großen Raumbedarf und hohen Preis verursacht. Wohl lassen sich kleinere und .bild,igere Bauarten schaffen, wenn man auf die geschlossene Ausbildung des Spannungswandlerkerns verzichtet; dies ist aber wegen der damit verbundenen, streuungsbedingten Übersetzungsfehler oft nicht zulässig. Um einwandfreie Messungen zu erhalten, dürfen sich die Magnetfelder der beiden Wandlerarten gegenseitig nicht stören; daher pflegt man- Strom- und SpannungswandIerkern, miteinander zu verketten, muß aber durch Einfügen wenigstens einer Querisolierung, z. B. eines papierisolierten Luftspaltes, dafür sorgen, daß der Kern des einen Wandlers für den anderen nicht eine kurzgeschlossene Windung bedeutet. ,Die Erfindung bezieht sich auf einen kombiniqertenStrom- und Spannungswandler, bei welchem der Eisenkern des Sparmungswandlers und die Primärwicklung des Stromwandlers parallel geführt und auf dasselbe Potential gebracht sind. Bei ihr werden die. Nachteile der bekannten Bauarten dadurch .vermieden, daß :der Eisenkern des Spannungswandlers und die Primärwicklung des Stromwandlers gemeinsam von einer U-förmigen Isolierhalle dielektrisch dicht umschlossen sind.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen kombinierten Strom- und Spannungswandler nach der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt den Längsschnitt durch einen solchen Apparat, und zwar links und rechts der Mittellinie zwei geringfügig voneinander abweichende Bauarten. Die Fig. 2 bis 5 zeigen verschiedene Arten der Primärstromführung des Stromwändlers längs dem Eisenkern des Spannungswandlers im Querschnitt.
• Dieser Kern a ist U-förmig gestaltet, mit untenliegendem Bogen, und oberem gerad@nn Sohlußjoch b, und befindet sich auf Oberspannungspotential. Dem Kern a und seinem Schlußjöch b entlang läuft die Oberspannungswicklung c des Stromwandlers. Er ist von der Isolierhülle d dielektrisch dicht umschlossen, die ebenfalls U-förmig .is.t, jedbch unterhalb des oberen Joches b' erndet. Auf die geraden Schenkel des Kernes sind die beiden Oberspannungsspulen e des Spannungswandlers gewickelt, an deren unteres geerdetes Ende sich die Sekundärspulen f des Spannungswandlers anschließen. Gemäß der Ausführungsform links der Mittellinie folgt nach unten zu der geschlitzte Ringkern g des Stromwandlers, der die Sekundärwicklung la desselben trägt, während. bei der Ausführungsform rechts der Stromwandlerkern g mit der Sekundärwicklung h desselben außerhalb der Sekundärwicklung f des Spannungswandlers angeordnet ist.
• Zur besseren Verkettung der Spulen e und f des Spannungswandlers können, auf dem Eisenkern a innerhalb der Isolierhülle d noch die Ausgleichspulen i, j angebracht werden. Die genannten aktiven. Teile des Wandlers sind in einen -keramischen Isoliermantel k eingeschlossen, durch dessen auf Obersp:annungspotential gehaltenen Deckel m die Oberspannungszuleitungen o voneinander isoliert eingeführt sind-. Der Boden n des Gefäßes k besteht aus Metall und ist geerdet. Ebenso ist die auf ihrem gebogenen Ende mit einem leitendem Überzug p versehene Isolierhülle.dgeerdet und kann. daher unmittelbar auf dem Boden n. aufgestellt werden. Daher braucht man an den Isoliermantel k keinen tieferen Ölkessel anzuschließen und spart wesentlich an Bauhöhe, Zur Vergleichmäß.igung des elektrischen,Feldes im Innern der Isolierhülle d kann. deren Innenfläche, wenigstens .teilweise, mit einem leitenden Belag q bedeckt werden. Die Kühlung der Teile, die sich innerhalb der Isolierhülle d befinden, kann nach dem Thermosiphonprinzip erfolgen.
• In den Fig.2 bis 5 sind Möglichkeiten für die Ausbildung _ der Primärwicklung c des Stromwandlers gegeben. Gemäß Fig.2 ist der leitende Eisenkern a des Spannungswandlers selbt in einzelne umschaltbare, voneinander isolierte Blechpakete unterteilt. Nach Fig.3 sind besondere Stromleiter c in den freien Eckwinkeln des Eisenkernes a .vorgesehen.. Bei Fig. ¢ ist die Primärwicklung c als Rohr ausgebildet, welches, in einzelne leitende Segmente unterteilt, den Eisenkern a umschließt. Nach Fig. 5 ist der Eisenkern: a von einem aus Rundstäben c mit entsprechenden Verbindungen gebildeten Mantel umgeben.
• Gegenüber.. den bekannten Anordnungen weist der neue Wandler erhebliche Vorteile auf. Außer der bereits- erwähnten geringen: Bauhöhe ergibt sich auch ein kleiner Duichmesser des Isoliermantels, da das Spannungsgefälle restlos von der Isolierhülle d aufgenommen wird. Das hat einen sehr geringen: Ölinhalt des Behälters zur Folge. Durch .die außerordentlich günstige Beanspruchung der Isolierhülle, die nirgends eine Erhöhung der Feldstärke oder Gleitfunkenbildung erwarten läßt, ergibt sich sowohl für den Spannungswandler als auch für den. Stromwandler, dessen Eisenkerne im Durchmesser klein gehalten werden. können, eine hohe Meßgenauigkeit und ein über den gesamten Bereich annähernd. konstantes Mersetzungsverhältnis. Der Wandler besitzt ferner eine gute Kurzschlußfestigkei;t, da die Primärwicklung c des Stromwandlers direkt -gegen den Eisenkern a des Spannungswandlers abgestützt ist. Die Schaltung der Primärwicklung e des Spannungswandlers kann so vorgenommen: werden, daß ein fast gleichmäßiger Spannungsanstieg vom Erdpotential aus erfolgt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kombinierter Strom- und SpannungswandleT mit geschlossenen Eisenkernen, bei welchem der Eisenkern des Spannungswandlers und die Primärwicklung des Stromwandlers parallel geführt und auf dasselbe Potential gebracht- sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern des Spannungswandlers und die Primärwicklung des Stromwandlers gemeinsam von einer U-förmigen Isolierhülle dielektrisch dicht umschlossen sind.
2. 2. Wandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des geschlossenen, Endes der Isolierhülle Erdpotential trägt, indem sie z. B. einen leitenden geerdeten Belag besitzt, während die offenen Enden der Isolierhülle unter Hochspannungspotential stehen.
3. 3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Spannüngs:wandlers zur Potentialsteuerung zwischen dem geschlossenen und. geerdeten Teil der Isolierhülle und den. offenen, unter Hochspannung stehenden Enden der Isolierhülle dient.
4. 4. Wandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das geerdete untere Ende der Primärwicklung des Spannungswandlers nach unten dessen Sekundärwicklung anschließt.
5. Wandler, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Eisenkern des Stromwandlers entweder sich an das untere Ende der Sekundärwicklung des Spannungswandlers nach unten anschließt oder außen über der Sekundärwicklung des Spannungswandlers liegt.
6. 6. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Verkettung der Primär- und. Sekundärwicklung des Spannungswandlers eine in sich geschlossene Ausgleichwicklung vorgesehen ist, die zweckmäßig auf der Innenwrite der Isolierhölle unmittelbar auf dem Eisenkern. des Spannungswandlers angeordnet ist und unter Hochspannungspotential steht.
7. 7. Wandler nach Anspruch i, dadurch ge= kennzeichnet, daß der Eisenkern des Spannungswandlers selbst als Leiter für den Primärstrom des Stromwandlers dient und entsprechend der Primärwindungszahl des lezteren in, voneinander isolierte Blechpakete unterteilt ist. B. Wandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Stromwandlers in den freien Eckwinkeln des Spannungswandlers untergebracht ist. g. Wandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Stromwandlers den Eisenkern des Spannungswandlers rohrförmig umgibt. i o. Wandler nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Stroriiwandlers aus einem durch Längsschlitze in Segmente unterteilten Metallrohr besteht. i i. Wandler nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung aus an ihren Enden entsprechend miteinander verbundenen Leiterstäben besteht.