Stromwandler: Aufbau in 3D
Wie misst man einige hundert Ampere mit einem Messgerät für ein Ampere? Hier zerlegst du einen Durchsteck-Stromwandler in 3D, vom Primärleiter über Kern und Sekundärwicklung bis zur Kurzschlussbrücke, und siehst beim Wechsel des Messgeräts, warum der Sekundärkreis nie offen sein darf.
Lädt einmalig rund 0,2 MB. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne 3D-Modell.
Stromwandler
Ein Stromwandler arbeitet wie ein Transformator: Der hohe Strom im Primärleiter erzeugt in der Sekundärwicklung einen kleinen, gut messbaren Strom. Mit Messgerät wechseln siehst du, wie man dabei vorgeht, ohne den Sekundärkreis zu öffnen. Mit Weiter wird er zerlegt.
Die Bauteile im Überblick
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Primärleiter
Durch die Öffnung läuft die Leitung oder Stromschiene, deren Strom gemessen wird. Sie ist die Primärwicklung des Wandlers, hier mit einer einzigen Windung. Wird die Leitung mehrmals durchgesteckt, wird der Sekundärstrom entsprechend größer: I2 = I1 · n / ü, mit n als Zahl der Durchführungen.
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Gehäuse mit Durchführung
Das Gehäuse aus Isolierstoff umschließt Kern und Wicklung. Die Öffnung in der Mitte ist die Eingangsseite: Hier wird die Leitung einmal oder mehrmals durchgeführt.
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Leistungsschild
Auf dem Schild stehen die Übersetzung, zum Beispiel 100/1 A, und die Genauigkeitsklasse, zum Beispiel Klasse 1. 100/1 heißt: Fließen im Primärleiter 100 A, fließt im Sekundärkreis 1 A. Es gilt ü = I1 / I2 = N2 / N1.
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Eisenkern
Der Kern umschließt den Primärleiter. Er führt das Magnetfeld, das der Strom im Leiter erzeugt, durch die Sekundärwicklung, genau wie der Kern eines Transformators.
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Sekundärwicklung
Um den Kern liegt die Sekundärwicklung. Ihre Windungszahl legt die Übersetzung fest: Bei einer Primärwindung und ü = 100 sind es nach N2 = ü · N1 rechnerisch 100 Windungen.
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Sekundärklemmen S1 und S2
An S1 und S2 wird das Messgerät angeschlossen, auf älteren Wandlern heißen die Klemmen k und l. Im Schaltbild des Tabellenbuchs ist der Sekundärkreis an S1 geerdet, im Modell über die grün-gelbe Ader.
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Messgerät im Sekundärkreis
Angeschlossen wird zum Beispiel ein Strommesser oder ein Zähler. Ein Stromwandler darf nur niederohmig belastet werden. Das Messgerät zeigt den Sekundärstrom, mit der Übersetzung rechnest du auf den Primärstrom zurück, sofern die Anzeige das nicht schon tut.
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Kurzschlussbrücke
Bevor das Messgerät ab- oder umgeklemmt wird, wird S1 mit S2 über eine Brücke kurzgeschlossen. Erst dann wird das Messgerät gelöst. Der Sekundärkreis darf nie offen sein, solange Strom im Primärleiter fließen kann. Darum gehört in ihn auch kein Überlastschutz, der ihn auftrennen könnte.