[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromwandler zum Einsatz in einer gasisolierten
Schaltanlage, insbesondere in einer Mittelspannungs-Schaltanlage, mit einem ringförmigen
Kern, mit einer Primärwicklung eines Primärleiters und mit einer Sekundärwicklung,
durch die der Kern zumindest teilweise bewickelt ist.
[0002] Derartige Stromwandler dienen der Erfassung des durch den Primärleiter eines Schaltfelds
einer Schaltanlage fließenden Stroms zu Schutz- und/oder Messzwecken. Bei luftisolierten
Schaltanlagen erfolgt die Stromerfassung üblicherweise mittels sog. Stützer-Stromwandler,
die im Verlauf der Stromschienen des Schaltfelds und somit innerhalb der metallgekapselten
Schaltfelder angeordnet sind. Der Kern dieser Stromwandler ist üblicherweise ringförmig
ausgebildet, was jedoch nicht mit kreisringförmig gleichzusetzen ist. Vielmehr kann
der Kern auch eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen. Der Primärleiter
ist bei diesen Stromwandlern meist in mehreren Windungen durch den aus magnetisch
hochpermeablem Material hergestellten Kern geführt. Der Kern ist mit der Sekundärwicklung
bewickelt. Derartige Stromwandler werden auch als Wickel-Stromwandler bezeichnet.
[0003] Bei gasisolierten Schaltanlagen wählt man nach dem Stand der Technik als Stromwandler
in der Regel sog. Ringkern-Stromwandler. Ringkern-Stromwandler sind Einleiter-Strom-Wandler,
d. h. die Primärwicklung besteht aus einer Windung. Diese Windung wird aus dem etwa
zentrisch durch den ringförmigen Kern geführten Primärleiter und der beliebig außerhalb
liegenden Stromrückführung gebildet. Die Ringkern-Stromwandler sind über ihren gesamten
Kernumfang mit den Windungen der Sekundärwicklung versehen. Eine Sonderform von Ringkern-Stromwandlern
bilden zweiteilige Ausführungen, die aufgrund ihres Aufbaues auch nachträglich z.B.
um ein bereits verlegtes Kabel herum montiert werden können. Da sowohl Kern als auch
Sekundärwicklung geschnitten sind, sind sie jedoch für hohe Ansprüche an Genauigkeitsklassen
nicht geeignet und auch meist als Verrechnungswandler nicht zugelassen.
[0004] Aus dem Stand der Technik bekannte Stromwandler neuerer Bauart weisen eine sehr geringe
Leistungsabgabe auf. Sie zeichnen sich durch eine äußerst lineare Abbildung des zu
erfassenden Primärstroms über einen sehr weiten Strombereich aus. Der zu erfassende
Strombereich reicht von wenigen Ampere bis zu Kurzschlussströmen. Derartige Stromwandler
sind bspw. der sog. Rogowsky-Stromwandler oder der Kleinsignal-Stromwandler. Der Kleinsignal-Stromwandler
wird in der Literatur auch als Kleinleistungs-, linearisierter oder nicht-konventioneller
Stromwandler oder als induktiver Stromsensor bezeichnet. In
Messwandler im Wandel, Thomas Kohl, Ansgar Müller, Dirk Scharnewski, Siegfried Werner, etz Heft 3/1997,
S. 23-25 werden derartige Stromwandler neuerer Bauart näher beschrieben.
[0005] Die Schaltfelder von gasisolierten Schaltanlagen weisen von Durckbehältern umgebene
gasgefüllte Schotträume auf, in denen die Komponenten der Schaltfelder angeordnet
sind. Wegen der abgeschlossenen, gasgefüllten Schotträume ist ein Einbau der Stromwandler
in das Innere der Schaltfelder problematisch. Deshalb werden die Stromwandler üblicherweise
außerhalb der Schotträume angeordnet. In der Regel werden die Stromwandler an besonders
ausgebildeten Bereichen der Druckbehälter angeordnet. Das hat jedoch den Nachteil,
dass die Druckbehälter des Schaltfeldes kompliziert und aufwendig gestaltet sein müssen,
um einerseits die Stromwandler aufnehmen zu können und um andererseits eine sichere
Kapselung der gasgefüllten Schotträume erzielen zu können. Da die Stromerfassung für
jede Phase einer Schaltanlage getrennt erfolgen muss, ist es außerdem erforderlich,
dass die dreipolige Kapselung im Bereich der Stromwandler in einpolige Kapselungsabschnitte
überführt wird.
[0006] Außerdem sind gegen das Auftreten von sog. Hüllenströmen in den einpoligen Behälterabschnitten
komplizierte Isolierungen einzubringen, die jedoch die Gasdichtigkeit der Kapselung
nicht beeinträchtigen dürfen. Hüllenströme sind durch Wirbelsröme erzeugte Ausgleichsströme
in den einpoligen Behälterabschnitten. Des weiteren erfordert die Anordnung der Stromwandler
zwischen dreipoligen Abschnitten der Schaltanlage (z. B. im Bereich der Sammelschienen)
soweit nicht zweiteilige Ringkernstromwandler eingesetzt werden bei der Demontage
der Stromwandler eine Demontage der Druckbehälter, d. h. ein Öffnen der gasgefüllten
Schotträume. Schließlich benötigen außerhalb eines gasgefüllten Schottraums angeordnete
Stromwandler relativ viel Platz.
[0007] Grundsätzlich ist es auch möglich, die Stromwandler im Inneren eines gasgefüllten
Schottraums anzuordnen. Auch das hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zunächst einmal
sind die Stromwandler schlecht zugänglich, nämlich erst nach dem Öffnen des Druckbehälters.
Bei einer Nennstrom-Umstellung müssen die Stromwandler ausgetauscht werden, was sich
sehr aufwendig gestaltet. Des weiteren müssen die Sekundärleiter gasdicht aus den
Schotträumen herausgeführt werden. Es besteht außerdem eine verstärkte Gefahr von
Überschlägen von dem Primärleiter auf die Sekundärspule. Die Eigenerwärmung der Stromwandler
führt zu einer weiteren Erhöhung der Betriebstemperatur in dem Schottraum. Dadurch
wird die wärmeabfuhr aus dem Schottraum zu einem schwerwiegenden Problem. Schließlich
kann es bei in einem Schottraum angeordneten Stromwandlern zu störenden kapazitiven
Einkopplungen auf die Sekundärspule kommen.
[0008] Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stromwandler der eingangs
genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass die vorgenannten
Nachteile vermieden werden.
[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Stromwandler der
eingangs genannten Art vor, dass der ringförmige Kern teilweise in einem gasgefüllten
Schottraum der Schaltanlage und teilweise außerhalb des Schottraums angeordnet ist.
[0010] Der Kern des erfindungsgemäßen Stromwandlers wird durch die Wandung des gasgefüllten
Schottraums in zwei Teile unterteilt. Der erfindungsgemäße Stromwandler verbindet
in vorteilhafter Weise die Vorteile eines innerhalb eines Schottraums angeordneten
Stromwandlers mit denen eines außerhalb eines Schottraums angeordneten Stromwandlers.
Der Stromwandler mit dem zweigeteilten Kern vermeidet sämtliche vorgenannten Nachteile
des Standes der Technik.
[0011] Dadurch dass der stromdurchflossene Sekundärteil des Stromwandlers außer halb des
Schottraums angeordnet ist, kann die durch den Stromwandler während des Betriebs erzeugte
Abwärme problemlos direkt an die umgebende Außenluft abgegeben werden. Außerdem treten
keine Probleme mit Hüllenströmen in einpolig gekapselten Gehäuseabschnitten auf. Zudem
kann der Druckbehälter des Schottraums besonders einfach ausgestaltet werden. Schließlich
hat der erfindungsgemäße Stromwandler einen äußerst geringen Platzbedarf.
[0012] Die Primärwicklung des Stromwandlers ist vorteilhafterweise auf ein Hindurchführen
des Primärleiters durch das Innere des ringförmigen Kerns reduziert. Die Primärwicklung
des Primärleiters weist somit pysikalisch gesehen eine Windung auf. Ein Stromwandler
mit einer derart ausgebildeten Primärwicklung wird auch als Einleiter-Strom-Wandler
bezeichnet.
[0013] Der ringförmige Kern des erfindungsgemäßen Stromwandlers besteht vorzugsweise aus
einem magnetisierbaren Material, insbesondere aus einem Eisenwerkstoff.
[0014] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der
ringförmige Kern aus übereinander angeordneten ringförmigen Blechen besteht. Die Bleche
erstrecken sich also in einer Richtung senkrecht zum Verlauf des Primärleiters. Das
hat dann einen Einfluss auf den Magnetfluss in dem Kern, wenn ein mit einer magnetischen
Vorzugsrichtung hergestelltes Blech verwendet wird. Die einzelnen Bleche und damit
auch der Kern des Stromwandlers weisen nicht zwangsläufig eine kreisringförmige Querschnittsfläche
auf. Vielmehr kann die Querschnittsfläche der Bleche beliebig ausgestaltet sein. Durch
eine besondere Ausgestaltung der Querschnittsfläche der einzelnen Bleche bzw. des
Kerns können die Eigenschaften des Stromwandlers gezielt beeinflusst werden. Durch
Materialanhäufungen an dem außerhalb des Schottraums liegenden Teil des Kerns kann
die Baugröße des im Inneren des Schottraums angeordneten Teils des Stromwandlers vermindert
werden. Durch eine geeignete Ausgestaltung des Kerns im Bereich der Wandung des Schottraums,
kann der Stromwandler durch entsprechende Befestigungsvorrichtungen auf einfache Weise
an der Wandung des Schottraums befestigt werden. Die einzelnen Bleche des Kerns werden
vorzugsweise gestanzt.
[0015] Alternativ wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen,
dass der ringförmige Kern aus ringförmig gewickeltem Blechband besteht. Derartig ausgebildete
Kerne werden nach einem Wickelverfahren hergestellt, bei dem das Blechband, vorzugsweise
unter Beigabe von Klebstoff, zu einem Kern mit einer gewünschten Wickelhöhe gewickelt
wird. Das Blechband erstreckt sich also in einer Richtung parallel zum Verlauf des
Primärleiters.
[0016] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der
Teil des ringförmigen Kerns, der außerhalb des Schottraums angeordnet ist, mit der
Sekundärwicklung bewickelt ist. Das hat den Vorteil, dass die Sekundärleiter nicht
gasdicht aus den Schotträumen herausgeführt werden müssen. Außerdem ist die außen
liegende Sekundärwicklung von der höheren Spannung des Primärleiters dielektrisch
völlig abgeschirmt. Dadurch entfällt die bspw. bei Kleinsignal-Stromwandlern problematische
kapazitive Spannungs-Einkopplung. Des weiteren kann das außen liegende Teil des Stromwandlers
mit der Sekundärwicklung, falls erforderlich, sehr einfach ausgewechselt werden.
[0017] Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass der Teil des ringförmigen Kerns, der innerhalb des Schottraums angeordnet ist,
mit der Primärwicklung versehen ist. Die Trennung von Primärwicklung und Sekundärwicklung
hat den Vorteil, dass die Gefahr von Überschlägen von dem Primärleiter zu der Sekundärspule
vermieden wird. Da keinerlei Spannungseinkopplungsprobleme oder Direktüberschläge
zu der Sekundärwicklung auftreten können, ist der erfindungsgemäße Stromwandler auch
sehr gut für Hochspannungen geeignet.
[0018] Es ist denkbar, dass der ringförmige Kern durchgehend ausgebildet ist und die Wandung
des Schottraums mit Durchführöffnungen versehen ist, durch die der Kern vom Inneren
des Schottraums nach außen geführt wird. Das setzt voraus, dass die Wandung im Bereich
der Durchführöffnungen gegen den Kern abgedichtet ist. Bei der Unterteilung des Kerns
in einen innerhalb des Schottraums liegenden Teil und in einen außerhalb des Schottraums
liegenden Teil handelt es sich bei dieser Ausführungsform somit nicht um eine physikalische
sondern um eine dem Innen- bzw. Außenbereich eines Schottraumes zugeordnete Unterteilung.
[0019] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der
ringförmige Kern mindestens einen Luftspalt aufweist, durch den der Magnetweg des
ringförmigen Kerns unterbrochen ist. Von "Luftspalt" wird in der nachfolgenden Beschreibung
auch dann gesprochen, wenn tatsächlich kein luft- oder isoliergasgefüllter Spalt vorliegt,
sondern dieser von einem nichtmagnetisierbaren Werkstoff gebildet bzw. ausgefüllt
wird. Die magnetische Auslegung des Stromwandlers ist so getroffen, dass eine Sättigung
praktisch erst im Bereich der Kurzschlussströme eintritt. Um auch diesen Bereich noch
auzuweiten, arbeitet man bspw. mit Luftspalten im Magnetweg. Die Länge der Luftspalte
beträgt vorzugsweise weniger oder gleich 1% der gesamten Magnetweglänge.
[0020] Die Luftspalte können an beliebigen Stellen auf dem Magnetweg des Kerns ausgebildet
sein. Wenn die Luftspalte im Bereich der Wandung des Schottraums ausgebildet sind,
dann wird der ringförmige Kern durch die Luftspalte physikalisch in einen innerhalb
des Schottraums angeordneten Teil und in einen außerhalb des Schottraums angeordneten
Teil unterteilt. Dazu wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen,
dass die Wandung des gasgefüllten Schottraums aus einem nicht magnetisierbaren Material
besteht und dass der ringförmige Kern zwei Luftspalte aufweist, die den ringförmigen
Kern in einen innerhalb des Schottraums angeordneten Teil und in einen außerhalb des
Schottraums angeordneten Teil unterteilen.
[0021] Vorteilhafterweise verläuft die Wandung des gasgefüllten Schottraums durch die Luftspalte.
[0022] Es ist aber auch denkbar, dass nicht die Wandung selbst, sondern besondere, in die
Wandung eingesetzte Wandungsteile durch die Luftspalte verlaufen. Dazu wird gemäß
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Wandung des gasgefüllten
Schottraums mindestens einen Ausschnitt aufweist, in den ein Wandungsteil eingesetzt
ist, das zumindest durch einen der Luftspalte verläuft. Es ist denkbar, dass die Wandung
einen Ausschnitt aufweist, in dem ein Wandungsteil eingesetzt ist, das durch beide
Luftspalte des ringförmigen Kerns verläuft. Das hat den Vorteil, dass eine komplette
Stromwandler-Einheit, bestehend aus dem innerhalb des Schottraums angeordneten Teil
des Kerns, dem außerhalb des Schottraums angeordneten Teil des Kerns und dem Wandungsteil,
vorgefertigt und funktionsgeprüft werden kann. Diese Stromwandler-Einheit kann dann
durch Einsetzen des Wandungsteils in den dafür vorgesehenen Ausschnitt in der Wandung
eingesetzt und mit der Wandung gasdicht verbunden werden. Es ist aber auch denkbar,
dass die Wandung zwei Ausschnitte aufweist, in die jeweils ein Wandungsteil eingesetzt
ist. Jeweils eines der beiden Wandungsteile verläuft durch einen der beiden Luftspalte
des ringförmigen Kerns.
[0023] Vorteilhafterweise ist das Wandungsteil in den Ausschnitt der Wandung des Schottraums
eingeschweißt. Alternativ wird vorgeschlagen, dass das Wandungsteil an der Wandung
des Schottraums verschraubt und gegenüber der Wandung mittels eines Dichtungselements
abgedichtet ist.
[0024] Das Wandungsteil weist vorteilhafterweise eine andere Stärke, insbesondere eine geringere
Stärke, auf als die Wandung des Schottraums. Es ist auch denkbar, dass das Wandungsteil
andere magnetische und/oder elektrische Eigenschaften aufweist als die Wandung des
Schottraums.
[0025] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der innerhalb des Schottraums angeordnete
Teil des ringförmigen Kerns geerdet. Vorzugsweise ist auch der außerhalb des Schottraums
angeordnete Teil des ringförmigen Kerns geerdet.
[0026] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der
innerhalb des gasgefüllten Schottraums angeordnete Teil des ringförmigen Kerns an
der Innenseite der Wandung des Schottraums befestigt ist. Vorteilhafterweise ist der
innerhalb des gasgefüllten Schottraums angeordnete Teil des ringförmigen Kerns mittels
eines Spannbandes an der Innenseite der Wandung des Schottraums befestigt. Die Enden
des Spannbandes sind an der Wandung befestigt, vorzugsweise mit der Wandung verschraubt.
[0027] Ebenso wird vorgeschlagen, dass der außerhalb des gasgefüllten Schottraums angeordnete
Teil des ringförmigen Kerns an der Außenseite der Wandung des Schottraums befestigt
ist. Der außerhalb des gasgefüllten Schottraums angeordnete Teil des ringförmigen
Kerns ist vorteilhafterweise mittels einer Bandschelle an der Außenseite der Wandung
des Schottraums befestigt ist, Die Enden der Bandschelle sind an der Wandung befestigt,
vorzugsweise mit der Wandung verschraubt. Außer den hier aufgeführten Befestigungsmöglichkeiten
können die Teilkerne des ringförmigen Kerns auf beliebig andere Art an der Wandung
des Schottraums befestigt sein.
[0028] Schließlich wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen,
dass der Stromwandler als ein Kleinsignal-Stromwandler ausgebildet ist.
[0029] Vier bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der
Zeichnungen näher erläutert.
[0030] Es zeigen:
- Figur 1
- einen erfindungsgemäßen Stromwandler gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Figur 2
- einen erfindungsgemäßen Stromwandler gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Figur 3
- einen erfindungsgemäßen Stromwandler gemäß einer dritten Ausführungsform; und
- Figur 4
- einen erfindungsgemäßen Stromwandler gemäß einer vierten Ausführungsform.
[0031] In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Stromwandler zum Einsatz in einer gasisolierten
Schaltanlage, insbesondere in einer Mittelspannungs-Schaltanlage, dargestellt. Der
Stromwandler weist einen ringförmigen Kern 1, 6 auf, mit einer Primärwicklung eines
Primärleiters 2 und mit einer Sekundärwicklung 7 einer Sekundärspule 9, durch die
der Kern 1, 6 zumindest teilweise bewickelt ist. Der in dem Primärleiter 2 fließende
Strom soll durch den erfindungsgemäßen Stromwandler erfasst werden. Der ringförmige
Kern 1, 6 ist teilweise in einem gasgefüllten Schottraum 10 der Schaltanlage und teilweise
außerhalb des Schottraums 10 angeordnet. Der Teil 6 des ringförmigen Kerns 1, 6, der
außerhalb des Schottraums 10 angeordnet ist, ist mit der Sekundärwicklung 7 der Sekundärspule
9 bewickelt. Der Teil 1 des ringförmigen Kerns 1, 6, der innerhalb des Schottraums
10 angeordnet ist, ist mit der Primärwicklung des Primärleiters 2 versehen. Die Primärwicklung
ist auf ein Hindurchführen des Primärleiters 2 durch das Innere des ringförmigen Kerns
1, 6 reduziert. Der ringförmige Kern 1, 6 weist fertigungsbedingt einen rechteckigen
Querschnitt auf. Im Bereich des Teilkerns 1 sind Elektroden 3a und 3b angeordnet,
die dazu dienen, das elektrische Feld im Bereich des Teilkerns 1 zu verbessern und
damit einen minimalen Abstand zwischen dem stromführenden Primärleiter 2 und dem geerdeten
Teilkern 1 zu ermöglichen.
[0032] Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Teilkern 1 mittels eines
Spannbandes 4 an der Innenseite der Wandung 5 des gasgefüllten Schottraums 10 befestigt.
Der Teilkern 6 ist an der Außenseite der Wandung 5 des gasgefüllten Schottraums 10
mittels einer Bandschelle 8 befestigt. Selbstverständlich sind eine Reihe alternativer
Befestigungsmöglichkeiten denkbar.
[0033] Der ringförmige Kern 1, 6 weist zwei Luftspalte auf, durch die der Magnetweg des
ringförmigen Kerns 1, 6 unterbrochen ist. Die Luftspalte unterteilen den ringförmigen
Kern 1, 6 in den Teilkern 1 und den Teilkern 6. Durch die Luftspalte in dem magnetischen
Kreis wird der Eintritt der Eisensättigung zu höheren Stromwerten hin verschoben.
Die Wandung 5 besteht aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff und ist in den Luftspalten
angeordnet.
[0034] In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Stromwandler gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels
dargestellt. Der Aufbau des Stromwandlers aus Fig. 2 entspricht im Wesentlichen dem
Aufbau des Stromwandlers aus Fig. 1. Im Unterschied zu diesem weist der Stromwandler
aus Fig. 2 jedoch einen anderen Aufbau im Bereich der Luftspalte auf. Die Wandung
5 des Schottraums 10 ist mit zwei Ausschnitten 11 versehen, in die Wandungsteile 12
mit einer geringeren Materialstärke als die Wandung 5 gasdicht eingesetzt sind. Die
Wandungsteile 12 sind in die Ausschnitte 11 eingeschweißt. Dieses Ausführungsbeispiel
ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Materialstärke der Wandung 5 relativ groß
ist, oder wenn aus anderen Gründen ein kürzerer Luftspalt wünschenswert erscheint.
Die eingesetzten Wandungsteile 12 lassen ferner die Möglichkeit zu, von der übrigen
Wandung 5 abweichende Materialien mit z. B. besseren oder gerichteten magnetischen
Eigenschaften und/oder elektrischen Eigenschaften (z. B. einem geringeren elektrischen
Leitwert zur Vermeidung von Wirbelströmen) einzusetzen.
[0035] Während bei den Ausführungsbeispielen aus den Fig. 1 und 2 jeweils eine getrennte
Montage des Teilkerns 1 und des Teilkerns 6 bei der Montage des Schaltfeldes erforderlich
ist, ermöglicht das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eine Vorfertigung des kompletten
Stromwandlers als eine Einheit, bestehend aus dem Teilkern 1, dem Teilkern 2 und einem
Wandungsteil 14, und den Einbau der kompletten Stromwandler-Einheit bei der Schaltfeldmontage.
Dieses Vorgehen ist besonders dann vorteilhaft, wenn z. B. für einen Stromwandler,
der für Verrechnungs- oder Messzwecke verwendet wird, eine Prüfung und Abnahme des
Stromwandlers durch ein neutrales Eichamt oder dessen Beauftragten erforderlich ist,
die nur an der komplett zusammengebauten Stromwandler-Einheit vorgenommen werden kann.
[0036] Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 ist in den beiden Luftspalten zwischen dem
Teilkern 1 und dem Teilkern 6 das Wandungsteil 14 angeordnet. Der Teilkern 1, das
Wandungsteil 14 und der Teilkern 6 sind zu der Stromwandler-Einheit zusammengefasst.
Diese Stromwandler-Einheit wird in einen in der Wandung 5 des Schottraums 10 ausgebildeten
Ausschnitt 13 als komplette Einheit eingesetzt. Dazu wird das Wandungsteil 14 im Bereich
des Ausschnitts 13 mit der Wandung 5 verschraubt, Zwischen dem Wandungsteil 14 und
der Wandung 5 verläuft ein Dichtungselement 15 aus einem Elastomer. Es ist aber auch
denkbar, das Wandungsteil 14 in den Ausschnitt 13 der Wandung 5 einzuschweißen.
[0037] Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Fign. 1 bis 3 ist der ringförmige Kern 1,
6 der dargestellten Stromwandler aus einem ringförmig gewickelten Blechband gefertigt.
Bei diesem Wickelverfahren wird das dünne Band aus Magnetblech, z. B. unter Beigabe
eines Klebstoffes, zu dem Kern 1, 6 mit der erforderlichen Wickelhöhe gewickelt und
später im Bereich der Luftspalte in die gewünschten Teilkerne 1, 6 aufgetrennt.
[0038] Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 4 weist der dargestellte Stromwandler einen
Kern 1, 6 auf, der aus entsprechend geformten, übereinander angeordneten, ringförmigen
Magnetblechen aufgebaut ist. Die Magnetbleche werden üblicherweise durch Stanzen hergestellt.
Bei einem derart aufgebauten Kern 1, 6 kann dessen Form auf einfache Weise beliebig
variiert werden. Dadurch kann bspw. durch eine gedrängte Bauweise des Teilkerns 6
außerhalb des Schottraums 10 eine geringere Baugröße des Kerns 1, 6 und damit des
gesamten Stromwandlers erzielt werden. Eine Ausführung von gegenüber dem übrigen Kernquerschnitt
großflächigeren Polschuhen ermöglicht eine Beeinflussung der magnetischen Feldstärke
zu kleineren spezifischen Werten hin. Außerdem können die Teilkerne 1, 6 im Bereich
der Wandung 5 derart ausgestaltet werden, dass sie auf eine einfache Weise schnell
und sicher an der Wandung 5 befestigt werden können. Bei dem in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel sind die Teilkerne 1, 6 mittels Spannklammern 16 gegeneinander
verspannt. Zwischen den Teilkernen 1, 6 sind die Wandungsteile 12 eingespannt. Die
Teilkerne 1, 6 sind über die Spannklammern 16 an der Wandung 5 befestigt.
1. Stromwandler zum Einsatz in einer gasisolierten Schaltanlage, insbesondere in einer
Mittelspannungs-Schaltanlage, mit einem ringförmigen Kern (1, 6), mit einer Primärwicklung
eines Primärleiters (2) und mit einer Sekundärwicklung (7), durch die der Kern (1,
6) zumindest teilweise bewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Kern (1, 6) teilweise in einem gasgefüllten Schottraum (10)
der Schaltanlage und teilweise außerhalb des Schottraums (10) angeordnet ist.
2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung auf
ein Hindurchführen des Primärleiters (2) durch das Innere des ringförmigen Kerns (1,
6) reduziert ist.
3. Stromwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige
Kern (1, 6) aus einem magnetisierbaren Material besteht.
4. Stromwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Kern (1,
6) aus einem Eisenwerkstoff besteht.
5. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige
Kern (1, 6) aus übereinander angeordneten ringförmigen Blechen besteht.
6. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige
Kern (1, 6) aus ringförmig gewickeltem Blechband besteht.
7. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil
(6) des ringförmigen Kerns (1, 6), der außerhalb des Schottraums (10) angeordnet ist,
mit der Sekundärwicklung (7) bewickelt ist.
8. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil
(1) des ringförmigen Kerns (1, 6), der innerhalb des Schottraums (10) angeordnet ist,
mit der Primärwicklung versehen ist.
9. Stromwandler nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige
Kern (1, 6) mindestens einen Luftspalt aufweist, durch den der Magnetweg des ringförmigen
Kerns (1, 6) unterbrochen ist.
10. Stromwandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (5) des gasgefüllten
Schottraums (10) aus einem nicht magnetisierbaren Material besteht und dass der ringförmige
Kern (1, 6) zwei Luftspalte aufweist, die den ringförmigen Kern (1, 6) in einen innerhalb
des Schottraums (10) angeordneten Teil (1) und in einen außerhalb des Schottraums
(10) angeordneten Teil (6) unterteilen.
11. Stromwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (5) des gasgefüllten
Schottraums (10) durch die Luftspalte verläuft.
12. Stromwandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (5) des gasgefüllten
Schottraums (10) mindestens einen Ausschnitt (11; 13) aufweist, in den ein Wandungsteil
(12; 14) eingesetzt ist, das zumindest durch einen der Luftspalte verläuft.
13. Stromwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandungsteil (12;
14) in den Ausschnitt der Wandung eingeschweißt ist.
14. Stromwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandungsteil (12;
14) an der Wandung (5) des Schottraums (10) verschraubt und gegenüber der Wandung
(5) mittels eines Dichtungselements (15) abgedichtet ist.
15. Stromwandler nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das
Wandungsteil (12; 14) eine andere Stärke, insbesondere eine geringere Stärke, aufweist
als die Wandung (5) des Schottraums (10).
16. Stromwandler nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das
Wandungsteil (12; 14) andere magnetische und/oder elektrische Eigenschaften aufweist
als die Wandung (5) des Schottraums (10).
17. Stromwandler nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der
innerhalb des Schottraums (10) angeordnete Teil (1) des ringförmigen Kerns (1, 6)
geerdet ist.
18. Stromwandler nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der
außerhalb des Schottraums (10) angeordnete Teil (6) des ringförmigen Kerns (1, 6)
geerdet ist.
19. Stromwandler nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der
innerhalb des gasgefüllten Schottraums (10) angeordnete Teil (1) des ringförmigen
Kerns (1, 6) an der Innenseite der Wandung (5) des Schottraums (10) befestigt ist.
20. Stromwandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb des Schottraums
(10) angeordnete Teil (1) des ringförmigen Kerns (1, 6) mittels eines Spannbandes
(4) an der Innenseite der Wandung (5) des Schottraums (10) befestigt ist.
21. Stromwandler nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der
außerhalb des gasgefüllten Schottraums (10) angeordnete Teil (6) des ringförmigen
Kerns (1, 6) an der Außenseite der Wandung (5) des Schottraums (10) befestigt ist.
22. Stromwandler nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der außerhalb des Schottraums
(10) angeordnete Teil (6) des ringförmigen Kerns (1, 6) mittels einer Bandschelle
(8) an der Außenseite der Wandung (5) des Schottraums (10) befestigt ist.
23. Stromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwandler
als ein Kleinsignal-Stromwandler ausgebildet ist.