DE2712064C3

DE2712064C3 - Current measuring device

Info

Publication number: DE2712064C3
Application number: DE2712064A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Baumgaertl; Werner 2431 Bentfeld Kohler; Bruno Dr.-Ing. Mueller; Hans-Guenther 1000 Berlin Rojahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1980-08-14
Also published as: SE421837B; BE864930A; CH619542A5; DE2712064B2; NL7712578A; FR2384265B1; FR2384265A1; SE7800844L; DE2712064A1; IT7821082A0; IT1094273B; JPS53116184A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strommeßeinrichtung mit mindestens einer den zu messenden Strom führenden Leiter umfassenden Wicklung als Meßfühler für den Strom und mit einer einen Sättigungswandler bildenden Einrichtung mit einem den Leiter umgebenden Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung sowie mit einem an den Meßfühler angeschlossenen Analog-Digital-Umsetzer, an den Licht emittierende Dioden angeschlossen sind.The invention relates to a current measuring device with at least one current to be measured Leading conductor comprising winding as a sensor for the current and with a saturation converter forming device with an iron core surrounding the conductor with an applied secondary winding as well as with an analog-digital converter connected to the sensor, to the light-emitting Diodes are connected.

Bei einer bekannten Strommeßeinrichtung dieser Art (»Electrical Times«, 3. April 1969, Seite 13) handelt es sich um eine Einrichtung zur Messung des Stromes in einem Hochspannungsleiter. Der Meßfühler und der Sättigungsstromwandler sowie ein Modulator mit nachgeordneten Licht emittierenden Dioden befinden sich daher in einem Gehäuse auf Hochspannungspotential, das auf einen Isolator aufgesetzt ist. Der Isolater seinerseits steht auf einem Fußteil auf Niederspannungspotential. Zur Gewinnung eines Strommeßwertes auf Niederspannungspotential sind an die Licht emittierenden Dioden im auf Hochspannungspotential befindlichen Kopfgehäuse Lichtleiter angeschlossen, die innerhalb des Isolators zum Fußgehäuse geführt sind. Am niederspannungsseitigen Ende der Lichtleiter sind Lichtempfänger, Umsetzer und Vorverstärker angeschlossen, so daß niederspannungsseitig eine Meßgröße gewinnbar ist, die ein Abbild des Stromes im Hochspannungsleiter darstellt.It is a known current measuring device of this type ("Electrical Times", April 3, 1969, page 13) is a device for measuring the current in a high-voltage conductor. The probe and the Saturation current transformer and a modulator with downstream light-emitting diodes are located therefore in a housing at high voltage potential, which is placed on an insulator. The isolater on the other hand, a foot part indicates that there is a low-voltage potential. To obtain a measured current value on low-voltage potential, the light-emitting diodes are on high-voltage potential Head housing located light guide connected, which are led within the insulator to the foot housing. Light receivers, converters and preamplifiers are connected to the low-voltage end of the light guides. so that on the low voltage side a measured variable can be obtained which is an image of the current in the Represents high voltage conductor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strommeßeinrichtung vorzuschlagen, die vergleichsweise einfach aufgebaut und daher mit geringem Aufwand herstellbar ist.The invention is based on the object of proposing a current measuring device that comparatively is simple in construction and can therefore be produced with little effort.

Zur Lösung dieser Aufgabe bilden bei einer Strommeßeinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß die Licht emittierenden Dioden die Anzeigeelemente einer Anzeigeeinrichtung für den Strom, und die Anzeigeeinrichtung mit dem Meßfühler, dem Sättigungsstromwandler und dem Analog-Digital-Umsetzer ist zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die dem den zu messenden Strom führenden Leiter unmittelbar zugeordnet ist.To solve this problem, in a current measuring device of the type described at the outset according to the invention the light-emitting diodes the display elements of a display device for the Current, and the display device with the sensor, the saturation current converter and the analog-digital converter is combined into one unit, which is the conductor carrying the current to be measured is assigned directly.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Strommeßeinrichtung besteht darin, daß die Licht emittierenden Dioden zugleich die Anzeigeelemente einer Anzeigeeinrichtung für den Strom bilden, so daß besonders Lichtleiter und diesen nachgeordnete Lichtempfänger. Umsetzer und Vorverstärker entfallen können. Die Licht emittierenden Dioden geben aufgrund ihrer Anordnung in der Anzeigeeinrichtung und der entsprechenden Ansteuerung über den Analog-Digital-Umsetzer optisch eine Anzeige für den zu messenden Strom. Die erfindungsgemäße Strommeßeinrichtung ist daher sehr einfach aufgebaut und gibt zu Störungen wenig Anlaß; sie zeichnet sich also durch eine besonders hohe Zuverlässigkeit aus.A major advantage of the current measuring device according to the invention is that the light emitting diodes at the same time form the display elements of a display device for the current, so that especially light guides and these downstream light receivers. There is no need for a converter or preamplifier can. The light-emitting diodes give due to their arrangement in the display device and the corresponding control via the analog-digital converter optically an indicator for the current to be measured. The current measuring device according to the invention is therefore very simple and gives little cause for disturbances; it is therefore characterized by a particularly high level of reliability.

Die Zusammenfassung der einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Strommeßeinrichtung zu einer Baueinheit kann unterschiedlich erfolgen. So kann es zweckmäßig sein, die einzelnen Bestandteile in einem Gehäuse unterzubringen, das von dem den zu messenden Strom führenden Leiter durchsetzt wird. Zur Erzielung einer besonders kostengünstig herzustellenden Strommeßeinrichtung erscheint es jedoch vorteilhafter, wenn die Baueinheit aus einem Gießharzblock besteht. In diesem Gießharzblock können alle Bestandteile der erfindungsgemäßen Strommeßeinrichtung eingebettet sein, wobei die Einbettung der Anzeigeeinrichtung selbstverständlich so vorzunehmen ist, daß sie noch ablesbar ist.The summary of the individual components of the current measuring device according to the invention into one Building unit can be done in different ways. So it can be useful to combine the individual components in one To accommodate housing that is penetrated by the conductor carrying the current to be measured. To the Achieving a particularly inexpensive to manufacture current measuring device, however, it appears to be more advantageous if the unit consists of a cast resin block. All components can be used in this cast resin block the current measuring device according to the invention be embedded, the embedding of the display device must of course be made in such a way that it is still legible.

Der Gießharzblock kann einen Mittendurchgang aufweisen, um den den zu messenden Strom führenden Leiter hindurchführen zu können; es kann aber unter Umständen auch zweckmäßig sein, den den zu messenden Strom führenden Leiter fest in den Gießharzblock mit einzubetten und nur äußere Anschlußklemmen vorzusehen.The cast resin block can have a central passage around which the current to be measured carries To be able to guide conductors through; however, it can also be useful under certain circumstances to measuring current-carrying conductors firmly embedded in the cast resin block and only external connection terminals to be provided.

Wenn aus verschiedenen denkbaren Gründen die Anzeigeeinrichtung der erfindungsgemäßen Strommeßeinrichtung einen der Ablesung abträglichen Abstand zu einer ablesenden Person aufweist, dann ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, den Licht emittierenden Dioden Lichtleiter zuzuordnen, welche die Anzeige an eine von der Baueinheit entfernte Stelle übertragen. Die Verwendung einer solchen Strommeßeinrichtung kann beispielsweise dann erforderlich werden, wenn der Strom in einem auf sehr hoher Spannung liegendem Leiter gemessen werden soll. Hier bietet die erfindungsgemäße Strommeßeinrichtung im Vergleich zu der eingangs beschriebenen, bekannten Anordnung den Vorteil, daß zur Anzeige auf Niederspannungspotential keine Umsetzer und Vorverstärker und damit auch keine zusätzliche Betriebsenergiequelle erforderlich ist. Auch bei einer Anzeige auf Niederspannungspotential reicht zum Betrieb der erfindungsgemäßen Strommeßeinrichtung also die Betriebsenergie aus, die von dem Sättigungsstromwandler auf Hochspannungspotential zur Verfügung gestellt wird.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Strommeßeinrichtung dargestellt. InIf, for various conceivable reasons, the display device of the current measuring device according to the invention is at a distance from a reading person that is detrimental to the reading, it is advantageous, according to a further development of the invention, to assign light guides to the light-emitting diodes, which transmit the display to a location remote from the structural unit. The use of such a current measuring device can be necessary, for example, when the current is to be measured in a conductor which is at a very high voltage. The current measuring device according to the invention offers the advantage here compared to the known arrangement described at the outset that no converters and preamplifiers and therefore no additional operating energy source are required to display low-voltage potential. Even with an indication of low voltage potential, the operating energy that is made available by the saturation current transformer at high voltage potential is sufficient to operate the current measuring device according to the invention.
To explain the invention is in
Fig. 1 shows a block diagram of the current measuring device according to the invention. In

Fig. 2 ist eine konstruktive Ausführungsform derFig. 2 is a constructive embodiment of the

*>■> er^findungsgemäßen Strommeßeinrichtung wiedergege-K , und in*>■> ^f he indungsgemäßen current measuring again gege-K, and in

Fig. 3 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Anzeige über Lichtleiter übertragen wird.Fig. 3 shows an embodiment in which the display is transmitted via optical fibers.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 zeigt einen den zu messenden Strom J führenden Leiter 1, der von einer Wicklung 2 als Meßfühler für den Strom J umfaßt ist; der Meßfühler 2 ist im dargestellten AusPihrungsbeispiel als eisenkernlose Wicklung nach Art einer Rogowskispule ausgeführt. Es ist abr.-r möglich, als Meßfühler eine auf einen Ringkern aufgebrachte Sekundärwicklung zu verwenden, wobei dann der Eisenkern mit Sekundärwicklung zusammen mit dem Leiter 1 einen an sich bekannten Einleiterstromwandler bildetThe embodiment according to FIG. 1 shows a leading current to be measured J conductor 1, which is encompassed by a winding 2 as a probe for the current J; In the exemplary embodiment shown, the measuring sensor 2 is designed as a winding without an iron core in the manner of a Rogowski coil. It is abr.-r possible to use a secondary winding attached to a toroidal core as a measuring sensor, in which case the iron core with the secondary winding together with the conductor 1 forms a single-conductor current transformer known per se

Der Hochspannungsleiter 1 ist ferner von einem Eisenkern 3 umgeben, auf den zwei Sekundärwicklungen 4 und 5 aufgebracht sind. Eisenkern 3 und Sekundärwicklungen 4 und 5 sind so bemessen, daß sie zusammen mit dem Leiter 1 einen Sättigungsstromwandler 6 bilden. An die Sekundärwicklungen 4 und 5 sind Gleichrichter 7 und 8 angeschlossen.The high voltage conductor 1 is also surrounded by an iron core 3 on which two secondary windings 4 and 5 are applied. Iron core 3 and secondary windings 4 and 5 are dimensioned so that they together with the conductor 1 form a saturation current transformer 6. To the secondary windings 4 and 5 rectifiers 7 and 8 are connected.

An den Meßfühler 2 ist ein Verstärker 9 angeschlossen, dessen Betriebsspannung von der Sekundärwicklung 5 über den Gleichrichter 8 geliefert wird. Dem Verstärker 9 ist ein Analog-Digital-Umsetzer 10 zugeordnet, an den eine Anzeigeeinrichtung 11 angeschlossen ist. Die Anzeigeeinrichtung 11 enthält in an sich bekannter Weise Licht emittierende Dioden, die bei entsprechender Ansteuerung durch den Analog-Digital-Umsetzer 10 den zu messenden Strom / in digitaler Form anzeigen. Zur Betriebsspannungsversorgung des Analog-Digital-Umsetzers 10 dient der Gleichrichter 7, der an die Sekundärwicklung 4 des Sättigungsstrom- M wandlers 6 angeschlossen ist.An amplifier 9 is connected to the sensor 2, the operating voltage of which is supplied by the secondary winding 5 via the rectifier 8. To the An analog-to-digital converter 10 is assigned to amplifier 9, to which a display device 11 connected. The display device 11 contains in in a manner known per se, light-emitting diodes which, when appropriately controlled by the analog-to-digital converter 10 display the current to be measured / in digital form. For the operating voltage supply of the Analog-digital converter 10 is used by the rectifier 7, which is connected to the secondary winding 4 of the saturation current M converter 6 is connected.

Aufgrund der zur Verfügung stehenden elektronischen Bauteile wird man der Verwendung einer Anordnung den Vorzug geben, bei der der Analog-Digital-Umsetzer und die Licht emittierenden Dioden eine Baueinheit bilden.Due to the electronic components available, one will be able to use a Give preference to arrangement in which the analog-to-digital converter and the light-emitting diodes are one Form unit.

Der Meßfühler 2, der Sättigungsstromwandler 6 mit den Gleichrichtern 7 und 8 und der Analog-Digital-Umsetzer 10 mit nachgeordneter Anzeigeeinrichtung 11 sind zu einer Baueinheit 12 zusammengefaßt, die dem den zu messenden Strom führenden Leiter 1 "jnmittelbar zugeordnet, beispielsweise an ihm befestigt ist.The sensor 2, the saturation current converter 6 with the rectifiers 7 and 8 and the analog-digital converter 10 with downstream display device 11 are combined into a structural unit 12, which is the the conductor 1 ″ carrying the current to be measured directly assigned, for example attached to it.

Die erfindungsgemäße Strommeßeinrichtung nach F i g. 1 arbeitet in der Weise, daß der von dem Meßfühler 2 erfaßte Strom / in der Anzeigeeinrichtung 11 in digitaler Form zur Anzeige gebracht wird, wobei eine externe Betriebsspannungsquelle nicht erforderlich ist, weil von dem zu messenden Strom /selbst über den Sättigungsstromwandler 6 die Betriebsspannung für die elektronischen Baueinheilen zur Verfugung gestellt wird.The current measuring device according to the invention according to FIG. 1 works in such a way that the Sensor 2 detected current / is brought to display in digital form in display device 11, with an external operating voltage source is not required because of the current to be measured / itself via the Saturated current transformer 6 provided the operating voltage for the electronic components will.

Bei der konstruktiven Ausführung der erfindungsgemäßen Strommeßeinrichtung nach F i g. 2 sind die einzelnen Bestandteile in einem Gießharzblock 20 eingebettet, in dem auch der den zu messenden Strom fähre ride Leiter 21 gehalten ist. Aus dem Gießharzblock 20 schauen daher nur die Anschlußklemmen 22 und 23 zu beiden Seiten heraus. Auch die Anzeigeeinrichtung 24 ist in dem Gießharzblock eingebettet und zwar so, daß sie gut betrachtet werden kann.In the construction of the current measuring device according to the invention according to FIG. 2 are the individual components embedded in a cast resin block 20, in which the current to be measured Ferry ride ladder 21 is held. From the cast resin block 20 therefore only the terminals 22 and 23 look out on both sides. Also the display device 24 is embedded in the cast resin block in such a way that it can be easily viewed.

Muß die erfindungsgemäße Strommeßeinrichtung beispielsweise an einem nicht einsehbaren Ort angeordnet werden, dann kann die von ihr gelieferte Anzeige — wie Fig. 3 zeigt — über Lichtleiter 30 um Ecken und Winkel herum dorthin übertragen werden, wo sie gut ablesbar ist. Der von der Anzeigeeinrichtung 31 wiedergegebene Meßwert wird dann über die Lichtleiter 30 an einer anderen von der Baueinheit 32 entfei nten Stelle 33 zur Anzeige gebracht.The current measuring device according to the invention has to be arranged, for example, in a non-visible place then the display delivered by it can - as FIG. 3 shows - via light guides 30 around corners and Angle can be transferred to where it is easy to read. The from the display device 31 The measured value reproduced is then removed from the structural unit 32 via the light guide 30 at another Position 33 brought to the display.

Unter Verwendung der Lichtleiter 30 kann die erfindungsgemäße Strommeßeinrichtung auch dann eingesetzt werden, wenn sich die Baueinheit 32 hoch über der Erde befindet, weil die Ströme in hochgespannten Leitern erfaßt werden sollen.Using the light guide 30, the current measuring device according to the invention can also then be used when the assembly 32 is high above the ground, because the currents in high voltage Ladders are to be grasped.

Mit der Erfindung wird eine Strommeßeinrichtung vorgeschlagen, mittels der in einfacher und damit kostengünstigerweise der Strom in einem Leiter angezeigt werden kann und zwar unabhängig davon, ob dieser Leiter auf Niederspannung·;- oder Hochspannungspotential liegt.With the invention, a current measuring device is proposed by means of which in a simple and thus inexpensively the current can be displayed in a conductor, regardless of whether this conductor on low voltage or high voltage potential lies.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Current measuring device with at least one winding comprising the conductor to be measured as a sensor for the current and with a device forming a saturation current transformer with an iron core surrounding the conductor with an applied secondary winding and with an analog-to-digital converter connected to the sensor Light-emitting diodes are connected, characterized in that the light-emitting diodes form the display elements of a display device (ti) for the current and that the display device (11) with the measuring sensor (2), the saturation current converter (6) and the analog-digital Converter (10) is combined to form a structural unit (12) which is directly assigned to the conductor (1) carrying the current (J) measuring the ZM (FIG. 1).

2. Current measuring device according to claim 1, characterized in that the structural unit consists of one Cast resin block (20) consists (Fig. 2).

3. Current measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the light-emitting Diodes light guides (30) are assigned, which the display to one of the unit (32) remote location transferred (Fig. 3).