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Niederspannungsstromwandler zum Einbau in Schaltanlagen Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederspannungsstromwandler zum Einbau in Schaltanlagen, der ein festes Schutzgehäuse in Form einer vorzugsweise zweiteiligen Ringkapsel aus Kunststoff aufweist, welches den Bandringkern und die Sekundärwicklung umschliesst und über dessen Stirnseiten beiderseits ein rohrförmiges, metallenes Einsatzstück mit senkrecht zur Gehäuseachse angeordneter, als Primärleiteran- schlussfläche geeigneter Stirnfläche vorsteht.
Ein solcher Stromwandler kann wie eine Unterlegscheibe an Verbindungsstellen zwischen schienenförmigen Stromleitern einer elektrischen Anlage eingesetzt und z. B. mittels des Befestigungsbolzens der Schienen angeschlossen und befestigt werden.
Die Erfindung bezweckt vor allem, einen Niederspannungsstromwandler dieser Gattung auch für besonders niedrige Stromstärkenmessbereiche verwendbar zu machen und insbesondere eine hohe Mess- genauigkeit auch im Bereich niedriger Stromstärken bei einem möglichst geringen Aufwand an Kernmaterial zu erzielen.
Erfindungsgemäss ist hierzu das metallene Einsatzstück in zwei voneinander getrennte rohrförmige Primärleiteranschlussstücke unterteilt, an welche die beiden Enden einer im Innern des festen Schutzgehäuses zusätzlich zu der Sekundärwicklung auf dem Bandringkern angeordneten Primärwicklung angeschlossen sind.
Ein Wandler gemäss der Erfindung lässt sich beispielsweise so ausführen, dass die beiden Primäranschlussstücke durch ein Stück festes Isoliermaterial gegeneinander abgestützt sind, das, ebenso wie die Primäranschlussstücke, eine Öffnung zum Durchführen des Befestigungsbolzens aufweist. Dabei ist es, wenn der Kontaktdruck am äusseren Anschluss des Wandlers durch den Befestigungsbolzen erzeugt werden soll, notwendig, das mit einer Öffnung versehene Stück aus druckfestem und wärmebeständigem Mate- rial herzustellen, beispielsweise aus keramischem Stoff wie Quarz, Porzellan oder beispielsweise Glimmer oder aus einem geeigneten Pressstoff, zweckmässig mit einem entsprechenden Anteil eines Füllstoffes wie Quarzmehl, Porzellanmehl oder dergleichen.
Eine andere Ausführungsform, bei welcher der Kontaktdruck an den äusseren Anschlüssen des Wandlers unabhängig von der mechanischen Befestigung der vorzugsweise schienenförmigen äusseren Anschlussleitungen aneinander bzw. am Wandler gemacht ist, besteht darin, dass die Befestigung zwischen den äusseren Anschlussleitungen und den Pri- märleiteranschlussstücken des Wandlers durch zu diesen koaxiale, besondere Verschraubungen hergestellt ist.
Mindestens eine der beiden Verschraubungen kann dabei mit einer zentralen Bohrung versehen und von einem die beiden schienenförmigen äusseren Anschlussleiter mechanisch verbindenden Schraubenbolzen durchsetzt sein, der gegen mindestens eine der beiden vorerwähnten Verschzaubungen elektrisch isoliert ist.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die beiden rohrförmigen Primärleiteranschlussstücke des Wandlers achsparallel zueinander angeordnet, derart, dass das eine von ihnen innerhalb und das andere ausserhalb des die Wicklungen tragenden Bandringkerns angeordnet ist.
Ferner besteht eine weitere Ausgestaltung eines Niederspannungswandlers gemäss der Erfindung darin, dass die beiden rohrförmigen Primärleiteranschluss- stücke durch einen Körper mit spannungsabhängiger Leitfähigkeit, insbesondere einen aus gesintertem Material oder dergleichen bestehenden Eisenkern, getrennt sind, der so dimensioniert ist, dass der Strom durch ihn bei normalen Netzverhältnissen über die Primärwicklung abgedrängt wird, während er bei Überstrom bzw. Überspannung als Ableiter wirkt.
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Noch eine weitere Ausgestaltung eines Wandlers gemäss der Erfindung besteht darin, dass der Primär- wicklungsleiter in eine Mehrzahl parallel geschaltete Leiterstränge unterteilt ist. Hierdurch gelingt es, den Wickelraum besonders gut auszunutzen und den Füllfaktor zu verbessern.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert: Fig. 1 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Niederspannungswandlern gemäss der Erfindung, die an Verbindungsstellen zwischen Flachschienenleitern eingesetzt sind.
Fig. 6 und 7 zeigen zwei Verwendungsmöglichkeiten eines solchen Wandlers in Verbindung mit Einsätzen für Griffsicherungselemente.
Übereinstimmende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1, 2 sind die rohrförmigen Primärleiteranschluss- stücke, die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch ein druckfestes Isolierrohr 3 aus keramischem Stoff wie Glas, Quarz, Glimmer oder einem Press- stoff, der beispielsweise mit einem Zusatz aus keramischem Stoff, Quarz oder Glimmer versehen sein kann, voneinander isoliert und zwischen schienenförmigen äusseren Anschlussleitern 4, 5 eingeklemmt sind. Die im Innern des Schutzgehäuses 9 befindliche Primärwicklung 6 ist an den Primärleiteranschluss- stücken 1, 2 angeschlossen.
Die um den Bandringkern 7 gewickelte Sekundärwicklung 8 kann entweder an Anschlussklemmen (nicht dargestellt) innerhalb des Gehäuses 9 angeschlossen oder mittels einer Anschlussleitung 10 nach aussen geführt werden. Zur Isolation zwischen dem Verbindungsbolzen 11 und der Anschlussschiene 5 ist eine Isolierbuchse 12 vorgesehen. Wenn statt dieser, abweichend von der dargestellten Ausführungsform, ein Isolierrohr vorgesehen ist, das den Befestigungsbolzen auf der ganzen Länge der Bohrung umhüllt, so können die Primäranschlussstücke 1 und 2 identisch gleich ausgebildet werden. Das Isolierrohr kann auch mit dem Isolier- rohr 3 aus einem Stück bestehen.
Bei den Ausführungsformen gemäss Fig.2 und 3 ist der elektrische Kontaktdruck zwischen den Primärleiteranschlussstücken und den äusseren Anschlussleitern 4, 5 trotz Verwendung eines durchgehenden Befestigungsbolzens von der Beständigkeit oder Nichtbeständigkeit der mechanischen Eigenschaften des zwischen den Primärleiteranschlussstük- ken befindlichen Isoliermaterials unabhängig gemacht. Der Kontaktdruck wird hier jeweils durch eine besondere Verschraubung hergestellt, und der durchgehende Befestigungsbolzen dient lediglich zur mechanischen Verbindung der äusseren Anschlussschienen 4, 5 miteinander und mit dem Wandler.
Bei Fig. 2 ist die obere Verschraubung durchbohrt und von dem mit einem Isolierrohr umgebenen Befestigungsbolzen durchsetzt.
Bei Fig.3 sind sowohl die obere als auch die untere Verschraubung durchbohrt und von einem von beiden Verschraubungen unabhängigen Befestigungsbolzen durchsetzt.
Bei der Ausführungsform nach Fig.4 sind die beiden rohrförmigen Primärleiteranschlussstücke 1, 2, von denen jedes in einer besonderen Durchstecköff- nung des Gehäusekörpers 9 angeordnet ist, parallel zueinander angeordnet, derart, dass das eine von ihnen innerhalb und das andere ausserhalb des die Wicklungen tragenden Bandringkerns 7 angeordnet ist.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die beiden rohrförmigen Primärleiteranschlussstücke durch einen Körper mit Strom- bzw. spannungsabhängiger Leitfähigkeit getrennt sind, der so dimensioniert ist, dass der Strom durch ihn bei normalen Netzverhältnissen über die Primärwicklung abgedrängt wird, während er bei Überstrom oder überspannung als Ableiter wirkt.
Wird der spannungsabhängige Körper durch einen aus gesintertem Material oder dergleichen bestehenden Eisenkern gebildet, so hat das magnetische Feld in diesem Eisenkern zur Folge, dass bei kleinen Wandlerleistungen praktisch kein Strom durch den Bolzen fliesst und der zu messende Strom fast fehlerlos auf die Primärwicklung abgedrängt wird. Eine besondere Isolation zwischen den Primärleiteranschlussstücken sowie zwischen dem aus Eisen bestehenden Bolzen und den ihm benachbarten Teilen ist dann entbehrlich.
Durch die Erfindung wird es vor allem möglich, die Vorteile eines Wandlers der eingangs genannten Art auch für kleine Primärstrommessbereiche nutzbar zu machen. Ein Wandler gemäss der Erfindung eignet sich auch besonders zum Einbau in Einsätze von Sicherungselementen. So zeigt Fig. 6 einen solchen Stromwandler, der in einen Einsatz mit Anschlüssen in Form von Messerfahnen und mit einem Handgriff eingebaut ist, welche zum Einsetzen in NH-Sicherungsunterteile bestimmt ist.
Fig.7 zeigt eine ähnliche Einrichtung, bei der jedoch normale NH-Sicherungen mit in dem Einsatz enthalten sind.
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Low-voltage current transformer for installation in switchgear systems The invention relates to a low-voltage current transformer for installation in switchgear systems, which has a solid protective housing in the form of a preferably two-part ring capsule made of plastic, which encloses the band ring core and the secondary winding and on both sides of the end faces a tubular, metal insert with vertical protruding end face arranged to the housing axis and suitable as a primary conductor connection face.
Such a current transformer can be used like a washer at connection points between rail-shaped conductors of an electrical system and z. B. connected and fixed by means of the fastening bolt of the rails.
The main purpose of the invention is to make a low-voltage current converter of this type usable for particularly low current measurement ranges and, in particular, to achieve high measurement accuracy even in the range of low current strengths with the least possible amount of core material.
According to the invention, the metal insert is divided into two separate tubular primary conductor connection pieces, to which the two ends of a primary winding arranged inside the fixed protective housing in addition to the secondary winding on the ring core are connected.
A transducer according to the invention can be designed, for example, in such a way that the two primary connection pieces are supported against one another by a piece of solid insulating material which, like the primary connection pieces, has an opening through which the fastening bolt can pass. If the contact pressure at the external connection of the transducer is to be generated by the fastening bolt, it is necessary to manufacture the piece provided with an opening from pressure-resistant and heat-resistant material, for example from a ceramic material such as quartz, porcelain or, for example, mica or from a suitable press material, expediently with a corresponding proportion of a filler such as quartz powder, porcelain powder or the like.
Another embodiment, in which the contact pressure at the outer connections of the transducer is made independent of the mechanical fastening of the preferably rail-shaped outer connection lines to one another or to the transducer, consists in the fastening between the outer connection lines and the primary conductor connection pieces of the transducer through to these coaxial, special screw connections is made.
At least one of the two screw connections can be provided with a central bore and penetrated by a screw bolt that mechanically connects the two rail-shaped outer connection conductors and is electrically isolated from at least one of the two aforementioned bezels.
In another embodiment, the two tubular primary conductor connection pieces of the transducer are arranged axially parallel to one another, in such a way that one of them is arranged inside and the other outside of the band ring core carrying the windings.
Furthermore, a further embodiment of a low-voltage converter according to the invention consists in that the two tubular primary conductor connection pieces are separated by a body with voltage-dependent conductivity, in particular an iron core made of sintered material or the like, which is dimensioned so that the current through it at normal network conditions via the primary winding, while it acts as an arrester in the event of overcurrent or overvoltage.
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Yet another embodiment of a converter according to the invention consists in that the primary winding conductor is divided into a plurality of conductor strands connected in parallel. This makes it possible to make particularly good use of the changing space and to improve the fill factor.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example: FIGS. 1 to 5 show various embodiments of low-voltage converters according to the invention, which are used at connection points between flat rail conductors.
FIGS. 6 and 7 show two possible uses of such a converter in connection with inserts for grip securing elements.
Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
1, 2 are the tubular primary conductor connection pieces, which in the embodiment according to FIG. 1 by a pressure-resistant insulating tube 3 made of ceramic material such as glass, quartz, mica or a pressed material, which for example with an addition of ceramic material, quartz or mica can be provided, isolated from each other and clamped between rail-shaped outer connecting conductors 4, 5. The primary winding 6 located inside the protective housing 9 is connected to the primary conductor connection pieces 1, 2.
The secondary winding 8 wound around the band ring core 7 can either be connected to connecting terminals (not shown) inside the housing 9 or routed to the outside by means of a connecting line 10. An insulating bushing 12 is provided for insulation between the connecting bolt 11 and the connecting rail 5. If instead of this, deviating from the embodiment shown, an insulating tube is provided which envelops the fastening bolt over the entire length of the bore, the primary connection pieces 1 and 2 can be designed identically and identically. The insulating tube can also consist of one piece with the insulating tube 3.
In the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the electrical contact pressure between the primary conductor connection pieces and the outer connection conductors 4, 5 is made independent of the resistance or non-resistance of the mechanical properties of the insulating material between the primary conductor connection pieces, despite the use of a continuous fastening bolt. The contact pressure is produced here in each case by a special screw connection, and the continuous fastening bolt only serves to mechanically connect the outer connecting rails 4, 5 to one another and to the converter.
In Fig. 2, the upper screw connection is pierced and penetrated by the fastening bolt surrounded by an insulating tube.
In Figure 3, both the upper and the lower screw connection are pierced and penetrated by a fastening bolt independent of both screw connections.
In the embodiment according to FIG. 4, the two tubular primary conductor connection pieces 1, 2, each of which is arranged in a special push-through opening of the housing body 9, are arranged parallel to one another in such a way that one of them is inside and the other outside of the windings supporting band ring core 7 is arranged.
Fig. 5 shows an embodiment in which the two tubular primary conductor connection pieces are separated by a body with current or voltage-dependent conductivity, which is dimensioned such that the current through it is displaced via the primary winding under normal network conditions, while in the case of overcurrent or overvoltage acts as an arrester.
If the voltage-dependent body is formed by an iron core made of sintered material or the like, the magnetic field in this iron core has the consequence that, with low converter powers, practically no current flows through the bolt and the current to be measured is pushed onto the primary winding with almost no errors. A special insulation between the primary conductor connection pieces and between the bolt made of iron and the parts adjacent to it can then be dispensed with.
The invention makes it possible, above all, to utilize the advantages of a converter of the type mentioned at the beginning also for small primary current measuring ranges. A converter according to the invention is also particularly suitable for installation in inserts of fuse elements. Thus, FIG. 6 shows such a current transformer, which is built into an insert with connections in the form of blade vanes and with a handle, which is intended for insertion in NH fuse bases.
7 shows a similar device, but in which normal NH fuses are also included in the insert.