Dieser Beitrag dreht sich um Stromwandler und Messverfahren bei der Übergabe von elektrischer Energie…
Theoretisches Wissen – Stromwandler
Bauformen:
- Printmontage Wandler
Werden in der Elektronik auf Leiterplatten verwendet, um Ströme zu messen. Diese Bauform wird also innerhalb von Geräten eingesetzt und messen meist kleiner bis mittlere Stromstärken im Milliampere bis Amperebereich.
Ein typischer Anwendungsbereich ist das digitale Multimeter oder auch Reiheneinbaugeräte mit interner Strommessung, wie Stromüberwachungsrelais
- Montageplatten/Stromschienen Wandler
sind in der Elektrotechnik sehr häufig verbaut und werden in fast jedem Messwandler-Verteiler angetroffen. Die Befestigung erfolgt durch Schrauben an der Montageplatte oder direkt an der stromführenden Kupferschiene. Bei letzterem sollte darauf geachtet werden, dass die Befestigungsschrauben nicht unter Spannung stehen. Dies kann durch Kunststoffblättchen oder Isolierplatten aus Kunststoff erfolgen und verringert das Unfallrisiko signifikant.
- Klappwandler
Wie der Name schon aussagt, kann der Wandler über die Stromführende Leitung geklappt werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine nachträgliche Installation ohne Unterbrechung erfolgen kann.
- Rogowskispule
Diese Type wird häufig in Strommesszangen mit abgesetzter Messleitung eingesetzt. Durch die spezielle Wicklung, sind beide Wicklungsenden am selben Ende und auch bei offener Wicklung von Zerstörung geschützt. Der Nachteil ist, dass ein sehr hochohmiger Messkreis (Operationsverstärker) benötigt wird, da die Spule nicht belastet werden darf.
Eine weitere Eigenheit ist, dass es keinen ferromagnetischen Kern gibt. (Luftspule)
- Summen-Wandler
Dabei ist nicht der Summenstromwandler im RCD-Schalter gemeint, sondern ein spezieller Wandler, der die Sekundärströme mehrerer Wandler zusammenfasst und die Summe an der eigenen Sekundärseite ausgibt.
Einsatzgebiete sind beispielsweise Messungen in NSHV-Anlagen mit mehreren Abgängen, die zusammengezählt werden sollen oder der Gesamtstrom eines mehrphasigen Netzes gemessen werden soll.
Kennwerte / Angabe:
- Genauigkeitsklasse
Die Genauigkeitsklasse gibt an, wie präzise die Messung ist.
Gängige Klassen sind dabei 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; wobei zur Verrechnung nur 0,5 und kleiner eingesetzt werden darf.
Wie genau der Wandler in der jeweiligen Klasse übersetzt, kann aus einer Tabelle entnommen werden, da die Genauigkeit stark vom Primärstrom / max. Primärstrom abhängt. - Primärstrom
Der zu messende Strom, der durch die Leitung/Schiene fließt, die durch den Wandler geführt ist. - Sekundärstrom
Der Strom, der an den Anschlussklemmen des Wandlers gemessen wird. - Bürde
Wandler sind Stromquellen, die anders als Spannungsquellen mit einem Kurzschluss arbeiten.
Daher sind die Messkreise sehr niederohmig.
Die Bürde beschreibt die maximale Last durch das Messgerät. (oft Shunt-Widerstand)
Angegeben wird die Bürde in VA und liegt in der Regel zwischen 2VA – 30VA.
Wird der Wertebereich nicht eingehalten, leidet die Messgenauigkeit.
Auf manchen Wandlern sind auch mehrere Bürden angegeben, die sich nach unterschiedlichen Genauigkeitsklassen richten.
- Wandlerverhältnis
Das Wandlerverhältnis gibt das Verhältnis zwischen Primärstrom und Sekundärstrom an.
Typische Werte sind dabei x/5 Wandler, also 5A Sekundärstrom, bei Primärnennstrom x.
Viele Messgeräte können das Wandlerverhältnis einstellen, daher ist Vorsicht geboten, dass das Messgerät richtig parametriert wird.
Offener Wandlerbetrieb
Wird ein Stromwandler offen betrieben, kann das je nach Primärstrom zu großen Gefahren bis zur Zerstörung des Wandlers führen.
Durch den nicht vorhandenen Sekundärstrom steigt die Spannung an den Anschlussklemmen strak an, wodurch die Isolation nicht mehr ausreicht und ein Überschlag an Klemmen oder Lackdraht entsteht und die Isolation zerstört werden kann. Die Spannung kann bei größeren Anlagen auch lebensgefährlich werden.
Wie empfehlen daher immer, Kurzschlussklemmen einzubauen, um Wandler vor öffnen des Sekundärstromkreises kurzschließen zu können.
