DE29605845U1 - Sensor arrangement for current and voltage measurement - Google Patents
Sensor arrangement for current and voltage measurementInfo
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Description
Anmelder: Wirges GmbH DR. VONNEMANN & PARTNERApplicant: Wirges GmbH DR. VONNEMANN & PARTNER
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Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung, insbesondere für Mittelspannungsanlagen.The invention relates to a sensor arrangement for current and voltage measurement, in particular for medium-voltage systems.
Bei bekannten Sensoranordnungen dieser Art sind der Stromsensor und der Spannungssensor als getrennte Geräte in verschiedenen Gehäusen angeordnet. Diese Gehäuse sind hinsichtlich ihrer räumlichen Abmessungen und insbesondere ihrer Anschlüsse an die Stromleiter einer Hoch- oder Mittelspannungsanlage standardisiert, so daß sie ohne großen Montageaufwand in der Hoch- oder Mittelspannungsanlage montiert werden können. Nachteilig dabei ist jedoch, daß für die Strom- und Spannungsmessung zwei Geräte montiert und angeschlossen werden müssen..In known sensor arrangements of this type, the current sensor and the voltage sensor are arranged as separate devices in different housings. These housings are standardized in terms of their spatial dimensions and in particular their connections to the current conductors of a high or medium voltage system, so that they can be installed in the high or medium voltage system without great installation effort. The disadvantage of this, however, is that two devices have to be installed and connected for the current and voltage measurement.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung anzugeben, bei der Montage und Anschluß an eine Hoch- oder Mittelspannungsanlage besonders einfach und mit geringem Arbeitsaufwand durchgeführt werden kann.The object of the invention is to provide a sensor arrangement for current and voltage measurement, in which assembly and connection to a high or medium voltage system can be carried out particularly easily and with little effort.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Stromsensor für die Messung eines Stromes in einem Primärleiter, ein ohmscher Spannungsteiler für die Spannungsmessung und ein kapazitiver Spannungsteiler für die Spannungsprüfung zusammen in einem Kombigerät angeordnet sind.The object is achieved according to the invention in that a current sensor for measuring a current in a primary conductor, an ohmic voltage divider for the voltage measurement and a capacitive voltage divider for the voltage test are arranged together in a combination device.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann eins von zwei Geräten eingespart werden. Das Kombigerät ist kompakter als bekannte Geräteanordnungen zur Strom- und Spannungsmessung. Der Montageaufwand wird halbiert. Gleichzeitig wird aber der durch dieThe arrangement according to the invention means that one of two devices can be saved. The combination device is more compact than known device arrangements for current and voltage measurement. The assembly effort is halved. At the same time, however, the
Abmessungen der Hoch- oder Mittelspannungsanlage, insbesondere durch die Anordnung der Stromleiter vorgegebene Standard bezüglich der räumlichen Abmessungen von der erfindungsgemäßen Sensoranordnung eingehalten.Dimensions of the high or medium voltage system, in particular the arrangement of the current conductors specified standard with regard to the spatial dimensions of the sensor arrangement according to the invention are complied with.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stromsensor, der Primärleiter, der ohmsche Spannungsteiler und der kapazitive Spannungsteiler in einen Block aus Gießharz eingegossen sind. Durch diese Maßnahme werden die elektrischen Bauteile räumlich fixiert und gleichzeitig elektrisch isoliert, wobei außerdem auch noch das Gerätegehäuse erzeugt wird.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the current sensor, the primary conductor, the ohmic voltage divider and the capacitive voltage divider are cast in a block of cast resin. This measure fixes the electrical components in place and at the same time electrically insulates them, while also creating the device housing.
Um eine besonders hohe Meßgenauigkeit und ein geringes Spannungsniveau für die Strommessung zu erhalten, wird empfohlen, daß der Stromsensor als induktiver Stromsensor mit einer um den Primärleiter herum angeordneten Drahtspule ausgebildet ist.In order to achieve a particularly high measurement accuracy and a low voltage level for the current measurement, it is recommended that the current sensor is designed as an inductive current sensor with a wire coil arranged around the primary conductor.
Eine einfache Ausführungsform sieht vor, daß der Primärleiter im Kombigerät U-förmig ausgebildet ist und daß seine beiden Enden auf der Oberseite des Kombigerätes mit zwei Anschlüssen herausgeführt sind. Dadurch wird der standardisierte Anschluß des Kombigerätes an die Hoch- oder Mittelspannungsanlage gewährleistet. Die Anschlüsse sind dabei hinsichtlich ihrer räumlichen Anordnung, Abmessungen und mechanischer Anschlußart an die Hoch- oder Mittelspannungsanlage angepaßt.A simple design provides that the primary conductor in the combination device is U-shaped and that its two ends are led out on the top of the combination device with two connections. This ensures the standardized connection of the combination device to the high or medium voltage system. The connections are adapted to the high or medium voltage system in terms of their spatial arrangement, dimensions and mechanical connection type.
Die Erfindung kann dadurch noch verbessert werden, daß das Kombigerät auf seiner Oberseite mit Gewinden zum Einschrauben von Befestigungsschrauben versehen ist. Diese Gewinde, die zur Montage der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet werden, können insbesondere aus Gewindehülsen bestehen, dieThe invention can be further improved by providing the combination device on its top with threads for screwing in fastening screws. These threads, which are used to assemble the arrangement according to the invention, can in particular consist of threaded sleeves which
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ebenfalls in den Gießharzblock des Gerätegehäuses eingegossen sind. Damit erhält man eine einfache Anpassung an den vorgegebenen Standard, ohne daß aufwendige Fertigungsmaßnahmen erforderlich wären.are also cast into the cast resin block of the device housing. This allows for easy adaptation to the specified standard without the need for complex manufacturing measures.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der ohmsche Spannungsteiler aus einem Widerstandsstreifen besteht und daß die beiden Enden des Widerstandsstreifens von topfförmigen Feldsteuerelektroden umgeben sind. Diese Ausführungsform, ist einfach und billig herstellbar und eignet sich besonders gut zum Eingießen in Kunstharz. Die Feldsteuerelektroden sorgen für einen gleichmäßigen Feldverlauf des elektrischen Feldes.In an embodiment of the invention, the ohmic voltage divider consists of a resistance strip and the two ends of the resistance strip are surrounded by pot-shaped field control electrodes. This embodiment is simple and inexpensive to manufacture and is particularly suitable for casting in synthetic resin. The field control electrodes ensure a uniform field profile of the electric field.
In Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß Meßleitungen, die vom Stromsensor, vom ohmschen Spannungsteiler und vom kapazitiven Spannungsteiler zu einer Meßwertanzeige- oder Auswertevorrichtung führen, an der Unterseite des Kombigerätes anschließbar und seitlich aus dem Kombigerät herausführbar sind. Dabei werden die Meßleitungen vorteilhaft zusammengefaßt und an einer Stelle aus dem Kombigehäuse herausgeführt, wo sie einen großen Abstand zu den Anschlüssen des Hochoder Mittelspannung führenden Stromleiters haben.In a further embodiment of the invention, it is provided that measuring lines that lead from the current sensor, from the ohmic voltage divider and from the capacitive voltage divider to a measured value display or evaluation device can be connected to the underside of the combination device and can be led out of the side of the combination device. The measuring lines are advantageously combined and led out of the combination housing at a point where they are a large distance from the connections of the high or medium voltage current conductor.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Sensoranordnung für Mittelspannungen in der Größenordnung von 10 kV ausgelegt und sie kann besonders vorteilhaft angewendet werden, wenn der Stromsensor für Nennströme von 80 bis 640 A ausgelegt ist, wobei die sekundärseitige Nennspannung im wesentlichen konstant bei 150 mV bleibt, und als höchste thermische Dauerstromstärke 1250 A erreicht werden können.In a preferred embodiment, the sensor arrangement according to the invention is designed for medium voltages in the order of 10 kV and can be used particularly advantageously if the current sensor is designed for nominal currents of 80 to 640 A, whereby the secondary-side nominal voltage remains essentially constant at 150 mV and 1250 A can be achieved as the highest thermal continuous current.
Bei der genannten Verwendung der Erfindung wird empfohlen, daß der ohmsche Spannungsteiler typischerweise ein Teilerverhältnis von 10000 zu aufweist, wobei der Teilerwiderstand primärseitig etwa 250 &Mgr;&OHgr; und sekundärseitig 25 kO erreicht.In the above-mentioned use of the invention, it is recommended that the resistive voltage divider typically has a divider ratio of 10000 to , with the divider resistance on the primary side reaching approximately 250 μΩ and on the secondary side 25 kO.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung,Fig. 1 shows a section through the housing of a sensor arrangement according to the invention,
Fig. 2 eine Seitenansicht desselben Gehäuses, Fig. 3 eine Draufsicht auf dasselbe Gehäuse.Fig. 2 is a side view of the same housing, Fig. 3 is a top view of the same housing.
In Figur 1 erkennt man ein aufgeschnittenes Kombigerät 1, dessen Gehäuse 2 aus Gießharz besteht.Figure 1 shows a cut-open combination device 1, the housing 2 of which is made of cast resin.
Im Kombigerät 1 befindet sich eine Sensoranordnung zur Strom- und Spannungsmessung für Mittelspannungsanlagen, die für Spannungen bis 12 kV ausgelegt ist. Dabei ist ein Stromsensor 3, ein Primärleiter 4, ein ohmscher Spannungsteiler 5 und ein kapazitiver Spannungsteiler 6 zusammen in das Gehäuse 2 eingegossen.The combination device 1 contains a sensor arrangement for measuring current and voltage for medium-voltage systems, which is designed for voltages up to 12 kV. A current sensor 3, a primary conductor 4, an ohmic voltage divider 5 and a capacitive voltage divider 6 are cast together in the housing 2.
Der zur Strommessung vorgesehene Stromsensor 3 ist als induktiver Stromsensor ausgebildet und besteht aus einer Drahtspule 7, die um den Primärleiter herum angeordnet ist. Der Primärleiter 4 besteht aus einem relativ dicken Draht, der für Nennströme von bis 640 A und für eine höchste thermische Dauerstromstärke von 1250 A ausgelegt ist. Der Primärleiter 4 ist U-förmig ausgebildet, geht durch die Drahtspule 7 hindurch und erreicht mit seinen beiden Enden die Oberseite des Gehäuses 2, wo an den beiden Enden jeweils ein Anschluß 8 zur elektrischenThe current sensor 3 intended for current measurement is designed as an inductive current sensor and consists of a wire coil 7 arranged around the primary conductor. The primary conductor 4 consists of a relatively thick wire designed for nominal currents of up to 640 A and for a maximum thermal continuous current of 1250 A. The primary conductor 4 is U-shaped, passes through the wire coil 7 and reaches with its two ends the top of the housing 2, where at each end there is a connection 8 for electrical
Verbindung mit den Stromleitern der Mittelspannungsanlage ausgebildet ist.connection with the current conductors of the medium-voltage system.
Weiterhin besitzt das Kombigerät 1 auf seiner Oberseite seitlich zu den Anschlüssen 8 angeordnete Gewindehülsen 9, die zum Einschrauben von Befestigungsschrauben bei der Montage an der Mittelspannungsanlage bestimmt sind. Die Gewindehülsen 9 sind in das Gehäuse 2 eingegossen.Furthermore, the combination device 1 has threaded sleeves 9 arranged on its top side to the connections 8, which are intended for screwing in fastening screws when mounting on the medium-voltage system. The threaded sleeves 9 are cast into the housing 2.
Der ohmsche Spannungsteiler 5 besteht aus einem Widerstandsstreifen, der seinerseits aus einer Kunststoffunterlage gebildet wird, die mit einem aufgedruckten Leiter, der vorzugsweise aus einer Widerstandspaste besteht, versehen ist. Der ohmsche Spannungsteiler 5 besitzt einen primärseitigen Teilerwiderstand von 250 &Mgr;&OHgr; und sekundärseitig 25 kD. Damit wird ein Teilerverhältnis von 10000 zu 1 erreicht. Zu beiden Enden des Spannungsteilers 5 sind zwei topfförmige Feldsteuerelektroden 10 angeordnet, die für einen möglichst gleichförmigen Übergang des elektrischen Feldes im Bereich des ohmschen Spannungsteilers 5 sorgen.The ohmic voltage divider 5 consists of a resistance strip, which in turn is made of a plastic base, which is provided with a printed conductor, which preferably consists of a resistance paste. The ohmic voltage divider 5 has a primary-side divider resistance of 250 μΩ and a secondary-side divider resistance of 25 kD. This achieves a divider ratio of 10,000 to 1. Two pot-shaped field control electrodes 10 are arranged at both ends of the voltage divider 5, which ensure that the electrical field in the area of the ohmic voltage divider 5 is as uniform as possible.
Der kapazitive Spannungsteiler 6 ist im wesentlichen für Überwachung^zwecke bestimmt« Mit ihm kann geprüft werden, ob die Mittelspannungsanlage Spannung führt oder nicht. Die genaue Messung der Spannung wird aber über den ohmschen Spannungsteiler 5 vorgenommen.The capacitive voltage divider 6 is essentially intended for monitoring purposes. It can be used to check whether the medium-voltage system is live or not. The exact measurement of the voltage is, however, carried out using the ohmic voltage divider 5.
Vom Stromsensor 3, vom ohmschen Spannungsteiler 5 und vom kapazitiven Spannungsteiler 6 führen Meßleitungen 11,12 zu einer nicht gezeigten Meßwertanzeige- und Auswertevorrichtung. Die Meßleitungen 11,12 sind an der Unterseite des Gehäuses 2 angeschlossen und führen seitlich aus dem Kombigerät 1 heraus.Measuring lines 11, 12 lead from the current sensor 3, the ohmic voltage divider 5 and the capacitive voltage divider 6 to a measurement value display and evaluation device (not shown). The measuring lines 11, 12 are connected to the underside of the housing 2 and lead out of the side of the combination device 1.
1 Kombigerät1 combination device
2 Gehäuse2 housings
3 Stromsensor3 Current sensor
4 Primärleiter4 primary conductors
5 ohmscher Spannungsteiler5 ohmic voltage divider
6 kapazitiver Spannungsteiler6 capacitive voltage divider
7 Drahtspule 8 Anschluß7 Wire coil 8 Connection
9 Gewindehülsen9 threaded sleeves
10 Feldsteuerelektroden10 field control electrodes
11 Meßleitung11 Measuring line
12 Meßleitung12 Measuring line
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960725 |
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| R165 | Request for cancellation or ruling filed | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: KOMMANDITGESELLSCHAFT RITZ MESSWANDLER GMBH & , DE Free format text: FORMER OWNER: WANDLER- UND TRANSFORMATOREN-WERK WIRGES GMBH, 56422 WIRGES, DE Effective date: 19971015 |
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| R168 | Utility model cancelled |
Effective date: 19971218 |