DE3243274A1 - Device for measurement-current matching - Google Patents

Abstract

The device for matching the electrical measurement current on a test set to a primary and secondary circuit arranged on a magnetic core has n parallel-connected sub-conductors (1...n) in the primary circuit (5) which are arranged on n outer limbs (K1...Kn), each sub-conductor (1...n) having allocated to it only a single outer limb (K1...Kn). The secondary circuit (6) is formed by a single winding (Ns) on a single common centre limb (Ks) which is allocated to the n outer limbs (K1...Kn). The outer limbs (K1...Kn) and the centre limb (Ks) are connected to yoke plates (8, 9) on both sides. The magnetic core (7) can be replaced by a laminated core (21) with bent ends. When used as a current divider, the secondary winding (Ns) having a reversed winding direction is connected in DC terms to the current supply lead. The resistors of the sub-conductors (1...n) and of the secondary winding (Ns) have resistances which are dimensioned in accordance with the division ratio. <IMAGE>

Description

Vorrichtung für MeßstromanpassungDevice for measuring current adjustment

VORRICHTUNG FUER MESSSTROMANPASSUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Anpassung des Messstromes an ein Messgerät zur Messung von elektrischen Strömen, insbesondere an einen Elektrizitätszähler gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.DEVICE FOR MEASURING CURRENT ADJUSTMENT The present invention relates to on a device for adapting the measuring current to a measuring device Measurement of electrical currents, in particular to an electricity meter according to FIG the preamble of claim 1.

Solche Vorrichtungen in Form von Stromwandlern und Stromteilern sind bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus einem Magnetkern und aus einer Primärwicklung, welche den zu messenden Strom führt, und aus einer Sekundärwicklung, die einen dem Messgerät angepassten Strom abgibt. Das Verhältnis der Windungszahlen von Primär- und Sekundärwicklung bestimmt das Uebersetzungsverhältnis. Ein grosses Uebersetzungsverhältnis bedingt eine hohe Windungszahl der Sekundärwicklung, die jedoch meistens zu einem grösseren Materialaufwand sowie zu einer unerwünscht grossen, die Genauigkeit des Gerätes ungünstig beeinflussenden Wickelkapazität führt. Die bekannten Stromwandler sind empfindlich gegen Gleichstrom. Um eine geringere Gleichstromempfindlichkeit zu erreichen, wird die Strommessung auch mit Hilfe von parallel geschalteten ohmschen Widerständen durchgeführt. Diese Stromteilung ist jedoch von der Geometrie und von den thermischen Bedingungen abhängig. Bei genauen Messungen stören somit mögliche Temperaturdifferenzen in den einzelnen Strompfaden sowie der induktive Anteil der Widerstände.Such devices are in the form of current transformers and current dividers known. They essentially consist of a magnetic core and a primary winding, which carries the current to be measured, and from a secondary winding which is one of the Measuring device emits adapted current. The ratio of the number of turns of primary and secondary winding determines the transmission ratio. A great translation ratio requires a high number of turns in the secondary winding, which, however, usually lead to one greater material expenditure and an undesirably large, the accuracy of the Device unfavorably influencing the winding capacity leads. The well-known current transformers are sensitive to direct current. To a lower DC sensitivity To achieve this, the current measurement is also carried out with the help of ohmic circuits connected in parallel Resistances carried out. This flow division, however, is of geometry and of depending on the thermal conditions. In the case of precise measurements, possible Temperature differences in the individual current paths as well as the inductive portion of the Resistances.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die erwähnten Nachteile weitgehend beseitigt sind.The present invention has for its object to be an electrical To create device in which the disadvantages mentioned largely eliminated are.

Die gestellte Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The task set is through the features of claim 1 solved.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen: Fig. 1 einen Stromwandler in perspektivischer Sicht mit abgetrenntem Oberteil, Fig. 2 denselben Stromwandler in Draufsicht mit abgenommenem Oberteil, Fig. 3 eine andere Ausführung des Magnetkernes und Fig. 4 eine Schaltungsanordnung des Stromwandlers beim Betrieb als Stromteiler.1 shows a current transformer in a perspective view separated upper part, Fig. 2 the same current transformer in plan view with removed Upper part, FIG. 3 shows another embodiment of the magnetic core and FIG. 4 shows a circuit arrangement of the current transformer when operated as a current divider.

Der Stromwandler nach den Figuren 1 und 2 weist einen aus viel parallel geschalteten, vier Teilpfade bildenden Teilleitern 1 bis'4 bestehenden Primärkreis 5 und einen aus einer einzigen Wicklung N bestehenden Sekundärkreis 6 auf, die auf einem 5 Magnetkern 7 angeordnet sind. Der Magnetkern 7 besteht aus vier Kernen, deren Aussenschenkel K1 bis K4 und ein gemeinsamer Mittelschenkel K auf beiden Enden mit zwei Jochplatten 8, 9 5 verbunden sind. Die mit einer Stromklemme 10 für die Zuleitung des gesamten zu messenden Stromes i verbundenen Teilleiter 1 bis 4 sind beim Ausführungsbeispiel an den einzelnen Kernen so angeordnet, dass jeder Teilleiter 1 bis 4 einen einzigen Aussenschenkel von der Innenseite und die anderen Aussenschenkel von der Aussenseite des Stromwandlers umgibt. Auf diese Weise ist jedem Teilleiter 1 bis 4, z.B. dem Teilleiter 1, ein einziger Aussenschenkel, z.B. der Aussenschenkel K1 zugeordnet. Es ist aber auch möglich, dass jeder Teilleiter 1 bis 4 lediglich den ihm zugeordneten Aussenschenkel K1 bis K4 umschlingt. Die einzige Sekundärwicklung N ist auf dem gemeinsamen Mittelschen-5 kel K angeordnet.The current transformer according to Figures 1 and 2 has a lot of parallel switched, four sub-paths forming sub-conductors 1 to'4 existing primary circuit 5 and a secondary circuit 6 consisting of a single winding N, which is based on a 5 magnetic core 7 are arranged. The magnetic core 7 consists of four cores, their outer legs K1 to K4 and a common middle leg K on both ends with two yoke plates 8, 9 5 are connected. The one with a power clamp 10 for the Supply line of the entire current to be measured i connected sub-conductors 1 to 4 are in the exemplary embodiment arranged on the individual cores so that each sub-conductor 1 to 4 a single outer leg from the inside and the other outer legs from the outside of the current transformer. In this way, everyone is sub-leader 1 to 4, e.g. the sub-conductor 1, a single outer leg, e.g. the outer leg Assigned to K1. But it is also possible that each sub-conductor 1 to 4 only wraps around the outer leg K1 to K4 assigned to it. The only secondary winding N is arranged on the common middle section K.

5 Ein der Stromklemme 10 zugeführter Gesamtstrom i = i wird p durch die magnetische Kopplung zwischen den Teilleitern 1 bis 4 und zwischen der Sekundärwicklung N zu gleichen Teilen 5 i1 2 i2 = i3 = i4 verteilt. Die Sekundärwicklung N "sieht" näm-5 lich lediglich den vierten Teil i : 4 des Gesamtstromes i = P p Verglichen mit einem üblichen Stromwandler kann somit für ein gleiches Teilungsverhältnis i : i die Windungszaht der Sekundärp 5 wicklung N viermal kleiner gehalten werden, was entsprechend 5 weniger Material benötigt. Umgekehrt kann bei gleichem Materialaufwand ein viermal grösseres Teilungsverhältnis i : i erzielt p 5 werden. Dies führt zu bedeutenden Materialeinsparungen. 5 A total current i = i supplied to the current terminal 10 becomes p through the magnetic coupling between the partial conductors 1 to 4 and between the secondary winding N distributed in equal parts 5 i1 2 i2 = i3 = i4. The secondary winding N "sees" namely only the fourth part i: 4 of the total current i = P p Compared with a conventional current transformer, i : i the number of turns of the secondary winding N can be kept four times smaller, which accordingly requires less material. Conversely, with the same material expenditure a four times greater division ratio i: i can be achieved p 5. this leads to significant material savings.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel weist vier Teilpfade im Primärkreis 5 auf. Andere Ausführungen mit mehreren Teilpfaden, im allgemeinen mit n Pfaden und mit einer entsprechenden Anzahl von den Teilleitern zugeordneten Aussenschenkeln, sind ebenfalls möglich. Es könnten theoretisch soviele Teilpfade im Primärkreis 5 verwendet werden, bis für den Sekundärkreis 6 eine einzige Windung genügt.The exemplary embodiment described has four partial paths in the primary circuit 5 on. Other designs with several partial paths, generally with n paths and with a corresponding number of outer legs assigned to the sub-conductors, are also possible. Theoretically there could be so many partial paths in the primary circle 5 can be used until a single turn is sufficient for the secondary circuit 6.

Der beschriebene Magnetkern 7 kann durch einen lamellierten Magnetkern gebildet werden. Ein solcher Magnetkern 21 mit zehn abgebogenen Aussenschenkeln K11 bis K20 ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Die abgebogenen Aussenschenkel K11 bis K20 sind mit Teilleitern 11 bis 20 und der gemeinsame Mittelschenkel K mit 5 einer Sekundärwicklung N versehen. Der zu messende Gesamtstrom 5 ist wiederum mit i = i und der Strom durch die Sekundärwickp lung N mit i bezeichnet.The magnetic core 7 described can by a laminated magnetic core are formed. Such a magnetic core 21 with ten bent outer legs K11 to K20 can be seen from FIG. 3. The bent outer legs K11 bis K20 are with partial conductors 11 to 20 and the common middle leg K with 5 one Secondary winding N provided. The total current 5 to be measured is again with i = i and the current through the secondary winding N is denoted by i.

5 5 Der Stromwandler nach den Figuren 1, 2 und 3 kann als Stromteiler betrieben werden. Die entsprechende Schaltungsanordnung mit dem zu messenden Gesamtstrom i, mit dem Primärstrom p und mit seinen Teilströmen i1, i2 . i sowie mit dem Sekundärn strom i und mit der Sekundärwicklung N geht aus der Fig. 4 5 5 hervor. Zum Unterschied zum beschriebenen Stromwandler ist hier die den gemeinsamen Mittelschenkel K des Magnetkerns 7 5 bzw. 11 umgebende Sekundärwicklung N mit der Zuleitung des 5 Gesamtstromes i galvanisch verbunden und weist gegenüber dem aus Teilleitern 1 ... n mit entsprechenden Aussenschenkeln K1... 5 5 The current transformer according to Figures 1, 2 and 3 can be used as a current divider operate. The corresponding circuit arrangement with the total current to be measured i, with the primary current p and with its partial currents i1, i2. i as well as with the secondary n current i and with the secondary winding N can be seen from FIGS. 4 5 5. The difference to the current transformer described here is the common center leg K des Magnetic core 7 5 or 11 surrounding secondary winding N with the feed line of the 5 total current i galvanically connected and has the corresponding sub-conductors 1 ... n with Outer legs K1 ...

K bestehenden Primärkreis 5 einen umgekehrten Wicklungssinn n auf. Der Messstrom i für das Messgerät wird dann mit Hilfe m eines im Sekundärkreis 6 liegenden, mit einer Sekundärwicklung N versehenen Wandlers abgenommen. Durch die magnetische m Kopplung zwischen den Teilleitern 1 bis n und zwischen der Sekundärwicklung N wird auch hier der Primärstrom i auf 5 p die Teilleiter 1 bis n zu gleichen Teilen 1 i2 = .i verteilt.K existing primary circuit 5 has a reversed sense of winding n. The measuring current i for the measuring device is then calculated with the aid of m one in Secondary circuit 6 lying, provided with a secondary winding N converter removed. Due to the magnetic m coupling between the sub-conductors 1 to n and between the Secondary winding N is also here the primary current i to 5 p the sub-conductors 1 to n distributed in equal parts 1 i2 = .i.

n Verglichten mit einem üblichen Stromteiler gilt auch hier, dass für gleiches Teilungsverhältnis i /i die Windungszahl der Sekunps därkreis 6 entsprechend weniger Material benötigt. When compared with a conventional flow divider, the following also applies here for the same division ratio i / i the number of turns of the secondary circle 6 accordingly less material required.

Soll der Stromteiler gemäss der Fig. 4 gegen einen überlagerten Gleichstrom unempfindlich sein, so müssen die ohmschen Widerstände der einzelnen Strompfade entsprechend dem Teilungsverhältnis i : i dimensioniert werden. Es muss somit gelten: p R : R = 1 : i und R1 = R2 = Rn , wobei R5, Rp, R1, 5 p p 5 R2 ...Rn die Widerstände der entsprechenden Strompfade bedeuten.Should the flow divider according to FIG. 4 be used against a superimposed direct current The ohmic resistances of the individual current paths must be insensitive be dimensioned according to the division ratio i: i. It must therefore apply: p R: R = 1: i and R1 = R2 = Rn, where R5, Rp, R1, 5 p p 5 R2 ... Rn are the resistances of the corresponding current paths.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung in Form eines Stromwandlers bzw. Stromteilers mit primärer Stromteilung weist im Vergleich mit üblichen Vorrichtungen dieser Art'einen geringeren Materialaufwand auf. Die Stromteilung ist von der Geometrie und von thermischen Veränderungen nicht oder wesentlich geringer abhängig. Die primäre und sekundäre Windungszahl bestimmen das Teilungsverhältnis im wesentlichen unabhängig von Material-und Fertigungstoleranzen. Bei richtig gewähltem Widerstandsverhältnis wird der Stromteiler unempfindlich gegen Gleichstrom.The device according to the invention in the form of a current transformer or Current divider with primary current division exhibits in comparison with conventional devices this kind of material. The flow division is of the geometry and not or significantly less dependent on thermal changes. The primary and secondary number of turns determine the division ratio essentially independently of material and manufacturing tolerances. If the resistance ratio is chosen correctly the current divider becomes insensitive to direct current.

Claims (6)

PATENTANSPRUECHE Vorrichtung für die Anpassung des Messstromes an ein Messgerät zur Messung von elektrischen Strömen, insbesondere an einen Elektrizitätszähler, bestehend aus einem Primärkreis und aus einem Sekundärkreis, die an einem Magnetkern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkreis (5) aus n parallel geschalteten an n Aussenschenkeln (K1. . K ) des n Magnetkerns (7) angeordneten Teilleitern (1...n) besteht, wobei jedem Teilleiter (1...n) ein einziger Aussenschenkel (K1...K) n zugeordnet ist, und dass der Sekundärkreis durch eine an einem einzigen, den Aussenschenkeln (K1... K ) zugeordneten Mitteln schenkel (K5) angeordnete Wicklung (N5) gebildet ist. PATENT CLAIMS Device for adapting the measuring current to a measuring device for measuring electrical currents, in particular on an electricity meter, consisting of a primary circuit and a secondary circuit attached to a magnetic core are arranged, characterized in that the primary circuit (5) from n parallel switched on n outer legs (K1.. K) of the n magnet core (7) Sub-conductors (1 ... n), with each sub-conductor (1 ... n) having a single outer leg (K1 ... K) n is assigned, and that the secondary circuit is connected to a single, the outer legs (K1 ... K) associated means legs (K5) arranged winding (N5) is formed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Teilleiter (l...n) des Primärkreises (5) je eine Windung aufweisen und der Sekundärkreis durch eine einzige Wicklung (N ) gebildet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the sub-conductors (l ... n) of the primary circuit (5) each have one turn and the secondary circuit through a single winding (N) is formed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die n Aussenschenkel (K1 .. Kn) des Magnetkerns (7) mit dem gemeinsamen Mittelschenkel (K5) durch beiderseits angeordnete Jochptatten (8, 9) verbunden sind. 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the n outer limbs (K1 .. Kn) of the magnetic core (7) with the common middle limb (K5) are connected by yoke plates (8, 9) arranged on both sides. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (7) durch einen lamellierten Kern (21) mit abgebogenen Enden ersetzt ist. 4. The device according to claim 1, characterized in that the Magnetic core (7) replaced by a laminated core (21) with bent ends is. 5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche für den Betrieb als Stromteiler, dadurch gekennzeichnet, dass die einzige Wicklung (N ) des Sekundärkreises (6) mit der Zuleitung des zu messenden Gesamtstromes i galvanisch verbunden ist und einen gegenüber den Teilleitern (1...n) des Primärkreises (5) umgekehrten Wicklungssinn aufweist. 5. Device according to one of the preceding claims for operation as a current divider, characterized in that the only winding (N) of the secondary circuit (6) is galvanically connected to the supply line of the total current i to be measured and a direction of winding that is opposite to that of the sub-conductors (1 ... n) of the primary circuit (5) having. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilleiter (1...n) sowie die Wicklung (N ) des Sekundär- kreises (6) ohmsche, entsprechend dem Teilungsverhältnis i : p dimensionierte Widerstände aufweisen. 6. The device according to claim 5, characterized in that the Partial conductor (1 ... n) as well as the winding (N) of the secondary circle (6) Ohmic resistors, dimensioned according to the division ratio i: p exhibit.