PR-Stromwandler, trockenisoliert | Innenbereich

Produktübersicht

Funktionale Definition

Die PR-Serie trockengegossener Stromwandler sind präzise elektromagnetische Messgeräte, die für genaue Strommessung, Energiemessung und Anwendungen im Bereich des Relais- und Schutzes in Niederspannungs-Wechselstromanlagen (0,66-kV-Klasse) ausgelegt sind. Diese Wandler nutzen das Prinzip der elektromagnetischen Induktion, um galvanisch getrennte Sekundärstromsignale bereitzustellen, die proportional zum Primärstrom sind.

Wesentliche Kenngrößen im Überblick

Produktabbildungen

Funktionsprinzip

Basierend auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion verfügt der Wandler über einen ringförmigen magnetischen Kern, durch dessen Öffnung der Primärleiter geführt wird, während die Sekundärwicklung um den Kern gewickelt ist. Der vom Primärstrom erzeugte magnetische Fluss induziert eine proportionale Spannung in der Sekundärwicklung und liefert so einen standardisierten Ausgangsstrom (1 A oder 5 A) über die angeschlossene Last.

Anwendungsposition im System

• Niederspannungsverteilung: 0,66-kV-Schaltanlagen, Motorsteuerzentralen und Verteilerfelder
• Energiemessung: Industrielle Energiemess- und -überwachungssysteme
• Schutzschaltungen: Überstromschutz, Motorschutz und Relaiskoordination
• SCADA-Integration: Leit- und Datenüberwachungssysteme
• Überwachung der Netzqualität: Lastüberwachung und Blindleistungskompensationssysteme

Überblick über die Bauform

Die durchführungstypische Trockenbauweise mit kundenseitig wählbarer Isolation (Epoxidharz-Verguss oder Isolierband) gewährleistet zuverlässige Leistung in unterschiedlichsten Installationsumgebungen. Das Design ermöglicht die Montage in gasisolierten Schaltanlagen (GIS), wobei der Stromwandler entweder in SF6-Gas oder Luft platziert wird, oder in Durchführungen von Leistungstransformatoren, wo der Wandler in Isolieröl eingetaucht ist. Die Sekundäranschlüsse sind entweder als Anschlussdrähte oder als Klemmen verfügbar, um den jeweiligen Installationsanforderungen gerecht zu werden.

Modellbezeichnung

Modellcode: PR

• P — Stromwandler für Schutzanwendungen
• R — Ring- bzw. Durchführungsbauform (toroidaler Kern)

Konfigurationsoptionen

Die PR-Serie bietet Flexibilität bei der Auswahl des Isoliermaterials und der Sekundäranschlüsse, um spezifischen Anwendungsanforderungen und Installationsbedingungen gerecht zu werden.

Betriebsbedingungen

Die Stromwandler der PR-Serie sind für den Innen- und Außenbetrieb unter normalen Betriebsbedingungen in Niederspannungsnetzen ausgelegt.

• Installationsumgebung: Innenschaltanlagen, Außengehäuse oder vollständig in Transformatoröl eingetaucht
• Höhe über NN: Maximal 1000 m (für größere Höhen ist eine technische Abstimmung erforderlich)
• Umgebungstemperatur: -25 °C bis +55 °C (Luftinstallation); gemäß Spezifikation des Transformatoröls (ölgefüllt)
• Relative Luftfeuchtigkeit: Tagesdurchschnitt ≤ 95 %, Monatsdurchschnitt ≤ 90 % (Bezugstemperatur +20 °C)
• Umweltbedingungen: Frei von korrosiven Gasen oder Dämpfen; frei von explosiven oder brennbaren Medien (ausgenommen Transformatoröl); keine starken Vibrationen, mechanischen Stößen oder Schlägen ausgesetzt

Konstruktion

Konstruktionsdesign

• Bauform: Trockengegossene Durchführung (Ringtyp) für Niederspannungs-Schaltanlagen und Transformatoren
• Isolierungsoptionen: Epoxidharz-Verguss (vollständig umschlossen) oder Isolierbandwicklung
• Kern: Ringförmiger (toroidaler) magnetischer Kern für optimale elektromagnetische Leistung
• Installationsmedium: Luft, SF6-Gas (GIS-Anwendungen) oder Transformatoröl

Die Wahl des Isoliermaterials hängt von der Anwendungsumgebung ab. Epoxidharz bietet hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit und mechanische Festigkeit für Luft-/SF6-Installationen. Die Isolierband-Bauweise eignet sich für kostenempfindliche Anwendungen oder ölgefüllte Installationen, bei denen das Transformatoröl zusätzliche dielektrische Unterstützung liefert.

Wicklungen & Klemmenbezeichnung

• Primärklemmen: P1 / P2 (Durchführungsbauweise)
• Sekundärklemmen: S1 / S2 (bzw. 1S1 / 1S2 bei mehreren Kernen)
• Sekundäroptionen: Anschlussdrähte oder Schraubklemmen (bei Bestellung angeben)

Die Klemmenbezeichnungen folgen den üblichen Polaritätskonventionen für Stromwandler gemäß IEC 61869-2. Unter normalen Betriebsbedingungen ist die Referenzstromrichtung von P1 nach P2 definiert. Eine korrekte Identifikation der Klemmen ist für die ordnungsgemäße Funktion von Mess- und Schutzsystemen unerlässlich.

Technische Daten

Dieser Abschnitt enthält auswahlorientierte technische Daten für den trockengegossenen Durchführungs-Stromwandler der PR-Serie in 0,66-kV-Wechselstromanlagen (50 Hz oder 60 Hz). Die unten dargestellten Daten dienen der vorläufigen Auswahl der Genauigkeitsklasse, der Nennbelastbarkeit und der Schutzleistung.

Definitionen: Die Genauigkeitsklasse gibt die Leistung des Stromwandlers für Schutzanwendungen an (Klassifizierung 5P oder 10P). Die Nennausgangsleistung (VA) wird pro Sekundärkern angegeben. Mehrstufiges Übersetzungsverhältnis bedeutet, dass abgegriffene Sekundärwicklungen für flexible Verhältniswahl verfügbar sind.

Notation: Die Bezeichnung der Schutzklasse (z. B. 5P10) gibt die zulässige Gesamtfehlergrenze beim primären Genauigkeitsgrenzstrom (ALF = 10-facher Nennstrom) an. Die Abnahme erfolgt auf Basis der Typenschildangaben und des Werksprüfberichts.

Leistungsparameter

Individuelle Dimensionierung & Konfiguration

Öffnungsdurchmesser, Kerngröße und Isolierdicke können individuell angepasst werden, um spezifischen Durchführungsdurchmessern, Strombelastbarkeiten und Installationsbedingungen gerecht zu werden. Technischer Support steht für anwendungsspezifische Auslegungen zur Verfügung, einschließlich:

• Berechnung der Belastung und Bewertung der Kreisimpedanz
• Verifizierung der Genauigkeit unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen
• Mechanische Integration in Schaltanlagen oder Transformator-Durchführungen
• Umweltqualifizierung für SF6- oder ölgefüllte Installationen

Normen & normative Verweise

Werksprüfung und Konformität

• Einzelprüfungen gemäß geltender IEC/IEEE-Anforderungen (einschließlich Polaritäts-/Kennzeichnungsprüfung, Übersetzungsverhältnisprüfung und Genauigkeitsprüfung gemäß spezifizierter Klasse und Belastung)
• Dielektrische Prüfungen gemäß Anforderungen zur Isolationskoordination und geltender Normen
• Visuelle und dimensionale Prüfung einschließlich Kennzeichnung und Verarbeitungsqualität
• Typprüfungen gemäß Projektspezifikation (einschließlich Temperaturanstieg, Kurzzeitstromtragfähigkeit, sofern gefordert)

Installation & Abmessungen

• Der Öffnungsdurchmesser muss dem Durchmesser der Primärdurchführung oder des Leiters unter Berücksichtigung ausreichender Montagefreiheit entsprechen.
• Der Wandler muss sicher mit mechanischen Halterungen oder Montagewinkeln entsprechend der Installationsart positioniert werden.
• Für ölgefüllte Installationen muss der Wandler vollständig in Transformatoröl eingetaucht sein und ausreichende Ölzirkulation zur Kühlung gewährleistet sein.
• Für SF6-Installationen müssen Gasdruck und Reinheit den Vorgaben des GIS-Herstellers entsprechen.
• Es ist ausreichend Platz für den Zugang zu den Sekundäranschlüssen und Wartungsarbeiten vorzusehen.

Maßzeichnungen

Individuelle Maßzeichnungen werden mit jeder Bestellung bereitgestellt und zeigen:

• Öffnungsdurchmesser des Wandlers (Innendurchmesser für die Durchführung)
• Gesamt-Außendurchmesser und Höhe
• Anordnung der Sekundärklemmen und Drahtaustrittspunkte
• Befestigungselemente (soweit zutreffend)

Sicherheitshinweise

• Der Sekundärkreis darf niemals offen bleiben, wenn der Wandler unter Spannung steht, da an den Sekundärklemmen gefährlich hohe Spannungen entstehen können.
• Während Inspektion oder Wartung muss der Sekundärkreis kurzgeschlossen werden, bevor Geräte abgeklemmt werden.
• Ein Punkt des Sekundärkreises sollte gemäß geltender Normen zuverlässig geerdet sein.
• Alle Installations- und Wartungsarbeiten müssen den lokalen elektrischen Sicherheitsvorschriften entsprechen.
• Für ölgefüllte Installationen sind die Vorschriften zum Umgang mit Transformatoröl und Brandschutz zu beachten.
• Für SF6-Installationen sind die Gas-Handhabungsvorschriften des Herstellers und lokale Vorschriften einzuhalten.

Bestellinformationen

Bei der Bestellung muss die erforderliche Konfiguration entsprechend den lokalen Netzanforderungen, geltenden Normen und der technischen Projektspezifikation festgelegt werden. Folgende Parameter sind für die technische Freigabe und Produktion klar anzugeben:

• Nennprimärstrom / Übersetzungsverhältnis (oder Bereich bei mehrstufigen Verhältnissen)
• Nennsekundärstrom (1 A oder 5 A)
• Anforderungen an die Genauigkeitsklasse (z. B. 5P10, 10P10)
• Nennbelastbarkeit (VA) der Sekundärwicklung
• Isoliermaterial (Epoxidharz-Verguss oder Isolierband)
• Installationsumgebung (Luft, SF6-Gas oder ölgefüllt)
• Typ der Sekundäranschlüsse (Anschlussdrähte oder Schraubklemmen)
• Öffnungsdurchmesser des Wandlers (für Durchführung oder Leiter)
• Frequenz (50 Hz oder 60 Hz)

Auswahlhilfe

1. Bestimmen Sie den Nennprimärstrom (Ip) basierend auf der Dauerstrombelastbarkeit und dem erwarteten Betriebsbereich.
2. Wählen Sie die Anforderungen an die Schutzgenauigkeit (z. B. 5P10 für Standard-Schutz; 10P10 für kostenoptimierte Anwendungen).
3. Bestätigen Sie die Nennbelastbarkeit (VA) für den Sekundärkreis basierend auf den angeschlossenen Relais und Leitungsverlusten.
4. Geben Sie Isoliermaterial und Installationsumgebung (Luft/SF6/Öl) entsprechend den Anwendungsbedingungen an.
5. Geben Sie Maßeinschränkungen an, einschließlich Durchführungsdurchmesser und verfügbarem Montageraum.

Falls lokale Netzbetreiber- oder Projektanforderungen gelten (z. B. spezifische Isolationspegel, Umweltqualifikationen, Dokumentationssprache oder benötigte Zertifikate), sind diese bereits bei der Bestellung anzugeben. Sonderkonfigurationen müssen vor Produktion durch eine technische Vereinbarung und ein endgültiges Datenblatt bestätigt werden.

Technische FAQ

F1: Wie wählt man das Übersetzungsverhältnis und den Nennprimärstrom für einen 0,66-kV-trockengegossenen Stromwandler?

A: Wählen Sie das Übersetzungsverhältnis bzw. den Nennprimärstrom (Ip) basierend auf der Dauerstrombelastbarkeit der Last und dem erforderlichen Messbereich und verifizieren Sie dies anschließend hinsichtlich der Anforderungen an die Relaiskoordination und das Schaltanlagendesign.

F2: Was sind die Unterschiede zwischen den Schutzgenauigkeitsklassen 5P und 10P?

A: Die 5P-Klasse garantiert einen Gesamtfehler ≤ 5 % beim Nenn-ALF mit einer Phasenverschiebung ≤ 60 Minuten. Die 10P-Klasse garantiert einen Gesamtfehler ≤ 10 % beim Nenn-ALF ohne Angabe zur Phasenfehlergrenze. 5P wird für präzisen Schutz bevorzugt; 10P ist für Überstromschutzanwendungen akzeptabel.

F3: Wie bestimmt man die Nennbelastbarkeit (VA) für Sekundärkreise mit 1 A/5 A?

A: Die Nennbelastbarkeit (VA) muss die gesamte angeschlossene Last (Relaisverbrauch + Leitungsverluste) für den Sekundärstrom von 1 A oder 5 A abdecken. Berechnen Sie den Leitungswiderstand basierend auf Leiterquerschnitt und -länge und addieren Sie die Relaisbelastung gemäß Herstellerangaben.

F4: Kann der PR-Serie-Wandler sowohl in Luft- als auch in ölgefüllten Installationen verwendet werden?

A: Ja. Epoxidharz-Isolierung eignet sich für Luft- und SF6-Installationen. Die Isolierband-Bauweise eignet sich für ölgefüllte Installationen. Geben Sie die Installationsumgebung bei der Bestellung an, um die geeignete Materialauswahl sicherzustellen.

F5: Welche Vorteile bieten mehrstufige Übersetzungsverhältnisse?

A: Mehrstufige Wandler ermöglichen eine flexible Anpassung des Übersetzungsverhältnisses vor Ort, ohne den Wandler austauschen zu müssen. Dies berücksichtigt Laständerungen oder ermöglicht eine einheitliche Wandlerauslegung für mehrere Anwendungen. Allerdings haben mehrstufige Designs höhere Kosten und größere Abmessungen.

F6: Welche Anforderungen gelten zwingend für den Umgang mit der Sekundärseite und die Polarität (P1/P2, S1/S2)?

A: Öffnen Sie niemals die Sekundärseite eines unter Spannung stehenden Wandlers. Kurzschließen und erden Sie diese gemäß Projektpraxis. Beachten Sie die Klemmenmarkierungen P1/P2, S1/S2 für korrekte Polarität gemäß IEC 61869-2.

F7: Werden Maßzeichnungen und Prüfberichte mit jeder Bestellung geliefert?

A: Ja. Jede Bestellung beinhaltet zertifizierte Maßzeichnungen mit Öffnungsdurchmesser, Gesamtabmessungen und Klemmenanordnung. Werksprüfberichte mit Dokumentation der Einzelprüfungen und Konformitätsnachweisen werden mit Rückverfolgbarkeit bereitgestellt.