Mar 11, 2018
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Elektrotechnik

Rogowskispule in der Praxis?

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erzlich Willkommen liebe Freunde der Schutz- und Leittechnik, heute stellen wir Euch eine einfache Möglichkeit zur Nachrüstung von Stromwandlern bis zu 4000 A vor. Die Firma PHOENIX CONTACT liefert mit ihrem PACT RCP Wandler eine schnell installierbare Rogowskispule. Aber zunächst erstmal noch eine kleine Auffrischung zur Theorie:

Die Rogowskipule besteht einzig allein aus einer Luftspule, ohne ferromagnetischen Eisenkern. Dabei wird der Leiterdraht gleichmäßig um einen nichtferromagnetischen Körper gewickelt. In unserem Beispiel (siehe Abbildung oben) wurde die Spule als offener Kreisbogen ausgeführt, dadurch entfällt bei der Installation das aufwendigen Einführen des Primärleiters. Der zweite Anschluss wird magnetisch neutral zum ersten Anschluss zurückgeführt.

Um nun einen Strom zu messen, wird die Rogowskispule um einen stromdurchflossenes Betriebsmittel (Kabel oder Stromschiene) gelegt, ähnlich wie beim Umbauwandler. Der durch das Betriebsmittel fließende Wechselstrom, erzeugt ein veränderliches Magnetfeld, welches eine Spannung U in der Rogowskispule induziert. Eine Verstärkerschaltung bildet nun das Zeitintegral dieser Spannung und erzeugt einen genormten Sekundärstrom, zur weiteren Verarbeitung in Schutz-, Mess- und Zähleinrichtungen.

Ein großer Vorteil von Rogowskispulen ist es, dass sie ohne das Auftrennen des primären Stromkreises installiert werden können. Zudem entfallen die nichtlinearen Eigenschaften, da kein Eisenkern vorhanden ist. Rogowskispulen werden von einigen Ampere bis hin in den hundertfachen Kiloamperebereich gebaut und können sowohl steile transiente Ströme als auch höherfrequente Oberschwingungen sehr gut erfassen. Im Gegensatz zu einem konventionellen Wandler, führen offenene Sekundärkreise von Rogowskispulen nicht zu lebensgefährlichen Spannungen mit tödlichen Risiken.

Da Rogowskispulen über keine große Leistung verfügen und zusätzliche Verstärker und Stromversorgungen benötigen, sind sie nicht die erste Wahl im Bereich der Strommessung. Auch die Messgenauigkeit kann bereits bei geringsten Inhomogenitäten zu ungewünscht hohen Abweichungen kommen.

PACT RCP von PHOENIX CONTACT

Insbesondere an engen Stellen, wo es für einen Umbauwandler keinen Platz mehr gibt, kann der Wandler von PHOENIX CONTACT punkten. Er ist dank einer professionellen Haltevorrichtung einfach auf Kabeln und Stromschienen montier- und positionierbar. Zur Montage und Demontage müssen demnach keine Primärkomponenten verändert werden.

Quelle: www.phoenixcontact.com

Ein einziger umschaltbarer Spulentyp ermöglicht die Erfassung primärer Nennströme bis zu 4000 A. Dabei stehen 8 primäre Messbereiche zur Verfügung:

🌐 100 A

🌐 250 A

🌐 400 A

🌐 630 A

🌐 1000 A

🌐 1500 A

🌐 2000 A

🌐 4000 A

Um alle praktisch auftreten Szenarien abzudecken gibt es drei verfügbare Spulenlängen (95 mm, 140 mm und 190 mm), die Länge der Signalleitungen kann zwischen 3 m, 5 m und 10 m gewählt werden.

Über einen zusätzlichen Messumformer liefert der Wandler einen normierten sekundären Nennstrom von 1 A, der Messumformer muss mit 24 V DC versorgt werden. Optional zum Messumformer mit klassischen 1 A Ausgang kann auch ein Trennverstärker zur Ausgabe von 8 unterschiedlichen Normsignalen geordert werden.

Ausgangssignal Strom:

🌐 0 mA ... 20 mA (über DIP-Schalter)

🌐 4 mA ... 20 mA (über DIP-Schalter)

🌐 0 mA ... 10 mA (über DIP-Schalter)

🌐 2 mA ... 10 mA (über DIP-Schalter)

🌐 0 mA ... 21 mA (einstellbar über Software)

Ausgangssignal Spannung0 V ... 10 V (über DIP-Schalter)

🌐 2 V ... 10 V (über DIP-Schalter)

🌐 0 V ... 5 V (über DIP-Schalter)

🌐 1 V ... 5 V (über DIP-Schalter)

🌐 0 V ... 10,5 V (einstellbar über Software)

Auch Oberwellen und Transienten sind mit der vorliegenden Applikation hinreichend genau messbar, der PACT-RCP Stromwandler deckt ein Frequenzspektrum von 10 bis 5000 Hz ab.

Darüber hinaus kommt der Sicherheitsaspekt beim PACT RCP nicht zu kurz, im Gegensatz zu konventionellen Umbauwandlern entstehen keine gefährlichen Spannungen bei offenen Wandlerkreisen.

Ganz neu im Programm ist zudem eine UV-geschützte Variante für permanente Außeninstallation (siehe Abbildung).

Quelle: www.phoenixcontact.com

Wie Eingangs beschrieben, einer der Nachteile von Rogowskispulen ist die von der Lage abhängige Messgenauigkeit. Bereits geringe Inhomogenitäten können zu größeren Messfehlern führen. PHOENIX CONTACT liefert zur Kompensation der Längenunterschiede der Spulen eine einfache Kalibriermöglichkeit per Potenziometer.

Die nachstehende Abbildung zeigt ein Applikationsbeispiel des Herstellers:

Quelle: www.phoenixcontact.com

PS.: Wissenswertes über nichtkonventionelle Stromwandler erfahrt Ihr in unserem Online-Training „Stromwandler Intensivseminar“.

Im unserem Online-Training lernt Ihr alles was Ihr über Stromwandler wissen müsst. Dazu gehört zunächst der physikalische Aufbau typischer Wandler. Dabei betrachten wir alle Spannungsebenen, von der Nieder-, über die Mittel- bis zur Hochspannung und schauen uns natürlich die Klassiker wie Leiterstrom-, Umbau- und Kombiwandler an. Außerdem geben wir einen Überblick über nicht-konventionelle Wandler wie z.B. Rogowskispulen und Merging-Units.

Das nächste große Kapitel ist dann die Stromwandlertheorie und das Übertragungsverhalten. Wir widmen uns hier außerdem sehr intensiv den elementar wichtigen Themen wie Stromflussrichtung, Ersatzschalt- und Zeigerbild und der Sättigung von Stromwandlern. Wir schauen uns detailliert die wesentlichen Kenngrößen, die Differentialgleichungen und das stationäre sowie transiente Übertragungsverhalten von Stromwandlern für Messzwecke und von Stromwandlern für Schutzzwecke an.

Ein weiterer wesentlicher Punkt ist dann der Betrieb und die Schaltungsarten von Stromwandlern, sowie deren Erdung. Hierbei gehen wir auch auf die Besonderheiten von Umbauwandlern und der Holmgreenschaltung ein. Abschließend behandeln wir dann die norm- und fachgerechte Auslegung von Stromwandlern für Schutz- und Messzwecke.

Im Lieferumfang unseres Onlinekurses sind enthalten:

  • Ein achtwöchiger Zugang zu unserem Online-Training, welches sowohl am PC, am Tablet oder auch auf dem Smartphone absolviert werden kann und mit mehreren Zwischentests und einem großen Abschlusstest ausgestattet ist.
  • Wenn Du über 80 % des Kurses absolviert und die Tests erfolgreich abgeschlossen hast, erhältst Du unser Teilnahmezertifikat der ENGINEERING ACADEMY
  • Damit Du nach Ablauf der 8 Wochen nicht mit leeren Händen dastehst, erhältst Du unseren LearningGuide zum Download. Dabei handelt es sich um ein über 170 Seite starkes Lehrbuch im PDF-Format, welches den gesamten Kursinhalt beinhaltet und in Deinen Besitzt übergeht. Damit kannst Du auch später immer wieder nachschlagen und gelernte Inhalte auffrischen.

Das beste daran ist: Du hast kein Risiko! Sollte der Kurs nicht Deinen Erwartungen entsprechen, hast Du volles Rückgaberecht innerhalb der ersten 5 Tage. Hier gibt es keine Diskussion und uns interessieren auch keine Gründe. Wenn Du den Kurs reklamierst bekommst Du Dein gesamtes Geld innerhalb von spätestens 14 Tagen zurück.

Für all diejenigen unter Euch die sich mit unserer E-Learning Lösung erst später anfreunden möchten bieten wir unser Stromwandler Intensivseminar auch in einem Vor-Ort-Training an. Alle Details zum Kurs erhaltet Ihr hier: Stromwandler Intensivseminar

HERZliche Grüße, Deine ENGINEERING ACADEMY