Wissensbank - Stromwandler

Offenbetrieb von Stromwandler vermeiden

Ein offen betriebener Stromwandler erzeugt sekundärseitig sehr hohe Spannungen von bis zu mehreren Kilovolt, was eine erhebliche Gefahr für Mensch und Anlage darstellt.

Daher darf der Sekundärstromkreis niemals geöffnet werden, solange im Primärkreis Strom fließt. Ein Offenbetrieb ist zu vermeiden, und beim Anschluss oder Austausch von Messgeräten müssen die Sekundärklemmen kurzgeschlossen werden.

Genauigkeitsklassen

Stromwandler werden nach ihrer Genauigkeit in Klassen eingeteilt. Die Norm-Genauigkeitsklassen sind 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 S; 0,2 S; 0,5 S sowie die Erweiterungen ext150 und ext200 in den Klassen 0,1; 0,2; 0,5 und 1. Jede Klasse hat eine spezifische Fehlerkurve für Strom- und Winkelfehler.

Bemessungsstrom (Ipn, Isn)

Der Bemessungsstrom ist der auf dem Leistungsschild angegebene primäre und sekundäre Stromwert, für den der Stromwandler ausgelegt ist.

Genormte Bemessungsströme (außer in den Klassen 0,2S und 0,5S) sind 10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 A sowie deren dezimale Vielfache und Teile. Der genormte Sekundärstrom beträgt 1 A oder 5 A, vorzugsweise 5 A.

Für die Klassen 0,2S und 0,5S sind die genormten Bemessungsströme 25 – 50 – 100 A und deren dezimale Vielfache, mit einem sekundären Nennstrom von 5 A.

Bemessungsleistung Sn

Die Bemessungsleistung eines Stromwandlers ist das Produkt aus der Bemessungsbürde und dem Quadrat des sekundären Bemessungsstroms und wird in VA angegeben. Genormte Werte sind 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 VA, höhere Werte sind je nach Anwendungsfall möglich. Die Bemessungsleistung gibt an, inwieweit der Stromwandler den Sekundärstrom innerhalb der Fehlergrenzen durch eine Bürde treiben kann.

Bauarten:

Durchsteck- oder Aufsteckstromwandler

Der zu messende Leiter (Stromschiene oder Kabel) wird durch die Öffnung des Stromwandlers geführt und bildet den Primärkreis eines Durchsteckwandlers. Diese Wandler werden hauptsächlich auf Stromschienen montiert und sind die gängigste Bauform.

Ein Nachteil ist, dass der Primärleiter bei der Installation unterbrochen werden muss, weshalb sie vor allem bei neuen Anlagen eingesetzt werden.

Bei kleinen Strömen kann ein Aufsteckstromwandler aus Kostengründen als Durchfädel-Stromwandler genutzt werden. Dabei wird die Primärleitung mehrfach durch den Wandler geführt, wodurch sich der zu messende Primärnennstrom entsprechend verringert.

Klappwandler (teilbare Stromwandler)

Umbaustromwandler werden eingesetzt, wenn Stromwandler nachträglich eingebaut werden müssen. Ihre Kerne können beim Einbau geöffnet und um die Stromschienen gelegt werden, sodass eine Montage ohne Unterbrechung des Primärleiters möglich ist.

Wickelstromwandler

Wickelstromwandler besitzen eine Primärwicklung und sind für kleinere Ströme von 1 bis 40 A ausgelegt.

Schutzwandler

Messwandler gehen oberhalb ihres Gebrauchsstrombereichs schnell in die Sättigung (Überstromfaktor FS), um den Sekundärstrom im Fehlerfall zu begrenzen und angeschlossene Geräte zu schützen. Schutzwandler hingegen sollen eine möglichst weit außen liegende Sättigung aufweisen.

Schutzwandler werden für den Anlagenschutz mit entsprechenden Schaltgeräten verwendet. Die Norm-Genauigkeitsklassen sind 5P und 10P („P“ steht für „Protection“). Der Nennüberstromfaktor wird in % hinter der Schutzklassenbezeichnung angegeben. Beispielsweise bedeutet „10P5“, dass die sekundärseitige Abweichung beim fünffachen Nennstrom maximal 10 % beträgt.

Stromwandler - Messumformer

Zweileitertechnik

Das 4…20 mA Stromsignal wird zunehmend bevorzugt. Dabei entspricht 4 mA dem Nullwert und 20 mA dem 100 %-Wert. Werte unter 4 mA können als Fehlersignal genutzt werden.

Das 4…20 mA Signal, auch Stromschleife (current loop) genannt, ermöglicht die Signalübertragung und Stromversorgung mit nur zwei Adern. Der Messumformer nutzt den 4 mA Grundstrom zur eigenen Speisung, sodass keine zusätzliche Energiequelle erforderlich ist.