Aus welchen Schlüsselkomponenten und -elementen besteht die typische Konstruktion eines Stromwandlers?

Ein Stromwandler (CT) ist ein elektrisches Gerät zur Messung von Wechselstrom (AC), indem ein hoher Primärstrom in einen niedrigeren Sekundärstrom umgewandelt wird, der proportional zum Primärstrom ist. Stromwandler werden in elektrischen Systemen häufig für verschiedene Zwecke eingesetzt, beispielsweise zur Messung, zum Schutz und zur Steuerung. Die Konstruktion eines typischen Stromwandlers besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten und -elementen:

Kern: Der Kern ist ein entscheidender Teil des Stromwandlers und besteht normalerweise aus ferromagnetischem Material wie Eisen oder einem laminierten Kern. Es bietet einen Pfad mit geringer Reluktanz für den vom Primärstrom erzeugten magnetischen Fluss und sorgt so für eine effiziente Induktion des Sekundärstroms. Kerne können verschiedene Formen haben, einschließlich toroidal (ringförmig) und rechteckig.

Primärwicklung (Primärspule): Die Primärwicklung besteht aus einer oder mehreren Windungen eines dicken Leiters (typischerweise Kupfer oder Aluminium), der durch den Kern oder um ihn herum verläuft. Es führt den Primärstrom, der gemessen oder überwacht werden muss. Die Anzahl der Primärwindungen bestimmt das Windungsverhältnis und die Stromstärke des Stromwandlers.

Sekundärwicklung (Sekundärspule): Die Sekundärwicklung besteht aus vielen Windungen eines feinen Leiters (typischerweise auch Kupfer oder Aluminium), der um den Kern gewickelt ist. Es führt den Sekundärstrom, der aufgrund des Windungsverhältnisses proportional zum Primärstrom ist. Das Windungsverhältnis bestimmt, um wie viel der Primärstrom reduziert wird.

Isolierung: Auf die Wicklungen werden Isoliermaterialien wie Lack oder Emaille aufgetragen, um sie elektrisch voneinander und vom Kern zu isolieren. Dies verhindert Kurzschlüsse und sorgt für eine ordnungsgemäße Leistung.

Bürde: Die Bürde bezieht sich auf die an die Sekundärwicklung angeschlossene Lastimpedanz. Dazu gehören der Widerstand und alle externen Geräte (z. B. Amperemeter oder Relais), die an den Stromwandler angeschlossen sind. Die Bürde bestimmt die Genauigkeit des Stromwandlers, da sie den Spannungsabfall an der Sekundärwicklung beeinflusst.

Sekundäranschlüsse: Die Sekundäranschlüsse sind die Punkte, an denen die Sekundärwicklung mit externen Schaltkreisen oder Geräten verbunden ist. Sie bestehen typischerweise aus Schraubklemmen, Polklemmen oder Leitungen, die einen einfachen Anschluss ermöglichen.

Typenschild oder Etikett: Der Stromwandler verfügt häufig über ein Typenschild oder Etikett, das wichtige Informationen enthält, einschließlich der Nennleistung des Stromwandlers (z. B. Stromverhältnis und Genauigkeitsklasse), Herstellerangaben, Seriennummer und Einhaltung von Standards.

Kernfenster: Bei Ringkern-Stromwandlern ist das Kernfenster die Öffnung im Kern, durch die der Primärleiter (Leiter, der den Primärstrom führt) verläuft. Die richtige Ausrichtung des Leiters innerhalb des Kernfensters ist für eine genaue Messung von entscheidender Bedeutung.

Montagehalterung oder Gehäuse: Einige CTs werden für Installationszwecke mit Montagehalterungen oder Gehäusen geliefert. Das Gehäuse bietet Schutz für die CT-Komponenten und Isolierung zur Sicherheit.

Anschlussdrähte: Bei einigen CT-Designs sind Anschlussdrähte an den Sekundäranschlüssen angebracht, um den einfachen Anschluss an externe Geräte oder Schaltkreise zu ermöglichen.

Erdungsanschlüsse: Stromwandler können Erdungsanschlüsse oder Vorkehrungen enthalten, um eine sichere elektrische Erdung zu gewährleisten, insbesondere bei Hochspannungsanwendungen.

Kernklemmmechanismus: Bei Stromwandlern mit geteiltem Kern ermöglicht ein Kernklemmmechanismus die einfache Installation und Entfernung des Stromwandlers, ohne den Primärleiter zu trennen.