Wie man einen geteilten Kernstromwandler für Nachrüstungsanwendungen auswählt

AWG	Durchmesser (in)	Durchmesser (mm)
4/0	0,4600	11.684
2/0	0,3648	9.266
1/0	0,3249	8.252
2	0,2576	6,543
4	0,2043	5.189
6	0,1620	4.115
8	0,1285	3.264
10	0,1019	2,588
12	0,0808	2.053
14	0,0641	1,628

Installationen mit mehreren gebündelten Leitern erfordern besondere Aufmerksamkeit. Das Stromwandlerfenster muss groß genug sein, um das gesamte Bündel zu umschließen.Der Gesamtumfang der gebündelten Drähte bestimmt die minimal erforderliche Fenstergröße..

Profi-Tipp:Das CT-Fenster sollte passenluxuriös um das Kabel oder die Stromschiene herumEine enge Passform kann die Installation erschweren, während eine zu große Öffnung zu Messfehlern führen kann. Ziel ist eine komfortable Passform ohne nennenswerte Leerräume.

Ermittlung der maximalen Strombelastbarkeit

Nachdem die Passgenauigkeit bestätigt wurde, muss im nächsten Schritt die korrekte Stromstärke ausgewählt werden. Die Primärstromstärke des Stromwandlers muss höher sein als der maximal zu erwartende Strom des überwachten Stromkreises. Diese Nennstromstärke entspricht nicht der Auslösestromstärke des Leitungsschutzschalters, sondern der höchsten Dauerstromstärke, die die Last aufnehmen kann.

Ein Techniker sollte mögliche zukünftige Erhöhungen der elektrischen Last berücksichtigen. Dadurch wird ein späterer, kostspieliger Austausch vermieden.

Eine gängige Best Practice in der Branche ist die Auswahl eines CT mit einer primären Bewertung, die125%der maximalen Dauerlast. Dieser 25%ige Puffer bietet eine Sicherheitsmarge für zukünftige Erweiterungen und verhindert eine Sättigung des Stromwandlers.

Beträgt die maximale Dauerlast eines Stromkreises beispielsweise 80 A, berechnet ein Techniker die minimale Stromwandler-Nennleistung wie folgt:80 A * 1,25 = 100 AIn diesem Fall wäre ein 100-A-Stromwandler mit geteiltem Kern die richtige Wahl. Eine Unterdimensionierung des Stromwandlers kann zu Kernsättigung führen, was ungenaue Messwerte und potenzielle Schäden zur Folge haben kann. Umgekehrt kann eine deutliche Überdimensionierung die Genauigkeit bei niedrigeren Stromstärken verringern. Daher ist es entscheidend, das richtige Maß zu finden.

Anpassung des Ausgangssignals an Ihr Messgerät

Sobald ein Techniker die korrekte Dimensionierung bestätigt hat, ist die Sicherstellung der elektrischen Kompatibilität der nächste wichtige Schritt. Ein Stromwandler mit geteiltem Kern fungiert als Sensor und wandelt einen hohen Primärstrom in ein schwaches Signal um. Dieses Ausgangssignal muss exakt dem Eingangssignal des Stromzählers oder Überwachungsgeräts entsprechen. Eine falsche Anpassung führt zu fehlerhaften Daten oder kann in manchen Fällen das Gerät beschädigen.

Gängige Stromwandlerausgänge verstehen (5 A, 1 A, 333 mV)

Stromwandler sind mit verschiedenen Standardausgangssignalen erhältlich. Die drei gängigsten Typen für Nachrüstungen sind 5 Ampere (5 A), 1 Ampere (1 A) und 333 Millivolt (333 mV). Jeder Typ hat spezifische Eigenschaften und eignet sich für unterschiedliche Anwendungsfälle.

5A- und 1A-Ausgänge:Dies sind herkömmliche Stromausgänge. Der Stromwandler erzeugt einen Sekundärstrom, der direkt proportional zum Primärstrom ist. Beispielsweise erzeugt ein 100:5-A-Stromwandler 5 A auf seiner Sekundärseite, wenn 100 A durch den Primärleiter fließen. Während 5 A historisch gesehen der Standard war, gewinnen 1-A-Ausgänge bei Neuinstallationen zunehmend an Bedeutung.

⚠️ Kritischer Sicherheitshinweis:Ein Stromwandler mit einem Ausgang von 5 A oder 1 A ist eine Stromquelle. Sein Sekundärkreis mussniemalskann offen bleiben, während der Primärleiter unter Spannung steht. Ein offener Sekundärleiter kann erzeugenextrem hohe, gefährliche Spannungen(oftTausende von Volt), was eine erhebliche Stromschlaggefahr darstellt. Dieser Zustand kann außerdem zu einer Überhitzung und zum Ausfall des Stromwandlerkerns führen, wodurch der Stromwandler zerstört und angeschlossene Geräte beschädigt werden können. Stellen Sie vor dem Einschalten des Primärstromkreises stets sicher, dass die Sekundäranschlüsse kurzgeschlossen oder an ein Messgerät angeschlossen sind.

DerWahlmöglichkeit zwischen einem 1A- und einem 5A-Ausganghängt oft von der Entfernung zum Messgerät und den Projektspezifikationen ab.

333 mV Ausgang:Dieser Stromwandlertyp erzeugt ein Niederspannungssignal. Diese Stromwandler sind aufgrund ihres eingebauten Lastwiderstands, der den Sekundärstrom in eine Spannung umwandelt, von Natur aus sicherer. Diese Konstruktion verhindert die Hochspannungsgefahr, die beim Leerlauf eines 1-A- oder 5-A-Stromwandlers auftreten kann. Das 333-mV-Signal ist ein gängiger Standard für moderne digitale Leistungsmesser.

Ein weiterer Sensortyp, derRogowski-SpuleSie erzeugt ebenfalls ein Ausgangssignal im Millivoltbereich. Allerdings benötigt sie einen separaten Integrator für den korrekten Betrieb. Rogowski-Spulen sind flexibel und ideal für die Messung sehr hoher Ströme oder in Anwendungen mit breiten Frequenzbereichen, eignen sich aber im Allgemeinen nicht für Lasten.unter 20A.

Überprüfung der Eingangsanforderungen Ihres Zählers

Die grundlegendste Regel bei der Auswahl von Stromwandlern (CT) ist, dass die Ausgangsspannung des Stromwandlers mit der Eingangsspannung des Messgeräts übereinstimmen muss. Ein für 333 mV ausgelegtes Messgerät kann kein 5-A-Signal messen und umgekehrt. Dieser Überprüfungsprozess umfasst das Studium der Datenblätter und das Verständnis des Konzepts der Bürde.

Zunächst muss der Techniker den vom Zählerhersteller angegebenen Eingangstyp ermitteln. Diese Information ist üblicherweise auf dem Geräteetikett aufgedruckt oder in der Installationsanleitung detailliert beschrieben. Der Eingang ist dort eindeutig angegeben, beispielsweise 5 A, 1 A, 333 mV oder ein anderer spezifischer Wert.

Zweitens muss ein Techniker die Gesamtsumme berücksichtigen.Lastam Stromwandler. Die Bürde ist die Gesamtlast, die an die Sekundärseite des Stromwandlers angeschlossen ist, gemessen in Voltampere (VA) oder Ohm (Ω). Diese Last umfasst:

• Die Innenimpedanz des Messgeräts selbst.
• Der Widerstand der Zuleitungen vom Stromwandler zum Messgerät.
• Die Impedanz aller anderen angeschlossenen Geräte.

Jeder CT hat einenmaximale Belastungsbewertung(z. B. 1 VA, 2,5 VA, 5 VA). Wird dieser Wert überschritten, verliert der Stromwandler an Genauigkeit. Wie die folgende Tabelle zeigt,Die Eingangsimpedanz eines Messgeräts variiertdrastisch nach Typ, was ein wichtiger Bestandteil derGesamtbelastung.

Die niedrige Impedanz eines 5A-Messgeräts ist so ausgelegt, dass es einem Kurzschluss nahezu entspricht, während die hohe Impedanz eines 333mV-Messgeräts dazu dient, Spannungen zu messen, ohne dabei einen signifikanten Strom zu ziehen.

Profi-Tipp:Beachten Sie stets die Herstellerdokumentation sowohl für den Stromwandler als auch für das Messgerät. Viele Hersteller bieten entsprechende Dokumentationen an.KompatibilitätstabellenDiese Dokumente listen explizit auf, welche Stromwandlermodelle für die Verwendung mit bestimmten Zählern oder Wechselrichtern zugelassen sind. Der Abgleich dieser Dokumente ist der sicherste Weg, eine erfolgreiche Installation zu gewährleisten.

Ein Wechselrichterhersteller könnte beispielsweise eine Tabelle bereitstellen, aus der hervorgeht, dass sein Hybrid-Wechselrichter „Modell X“ nur mit dem Zähler „Eastron SDM120CTM“ und dem zugehörigen Stromwandler kompatibel ist. Der Versuch, einen anderen Stromwandler zu verwenden, selbst bei korrektem Ausgangssignal, könnte zum Verlust der Garantie oder zu Systemfehlfunktionen führen.

Die richtige Genauigkeitsklasse für Ihre Anwendung auswählen

Nach der Dimensionierung des Stromwandlers und der Anpassung seines Ausgangssignals muss der Techniker die passende Genauigkeitsklasse auswählen. Diese Angabe definiert, wie genau das Sekundärausgangssignal des Stromwandlers den tatsächlichen Primärstrom repräsentiert. Die Wahl der richtigen Klasse gewährleistet, dass die erfassten Daten für den vorgesehenen Zweck – sei es für die Abrechnung kritischer Daten oder die allgemeine Überwachung – zuverlässig genug sind. Eine falsche Auswahl kann zu finanziellen Unstimmigkeiten oder fehlerhaften Betriebsentscheidungen führen.

Definition von CT-Genauigkeitsklassen

Internationale Standards, wie zum BeispielIEC 61869-2Diese Norm definiert die Genauigkeitsklassen für Stromwandler. Sie legt den zulässigen Fehler bei verschiedenen Prozentsätzen des Nennstroms des Stromwandlers fest. Es besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen Standardklassen und speziellen, strengeren Klassen.

• Die Norm IEC 61869-2 beschreibt die Leistungsanforderungen sowohl für den Stromverhältnisfehler als auch für die Phasenverschiebung.
• Spezielle Stromwandler der Klasse „S“ (z. B. Klasse 0,5S) weisen im Vergleich zu ihren Standard-Pendants (z. B. Klasse 0,5) strengere Fehlergrenzen bei niedrigen Stromstärken auf.
• Beispielsweise kann ein Stromwandler der Klasse 0,5 bei 5 % des Nennstroms einen1,5 % Fehler, während ein CT der Klasse 0,5S innerhalb von 0,75 % liegen muss..

Genauigkeit umfasst mehr als nur die aktuelle Stärke. Sie umfasst auchPhasenverschiebungoder Phasenfehler. Dies ist die Zeitverzögerung zwischen der primären Stromwellenform und der sekundären Ausgangswellenform. Selbst ein kleiner Phasenfehler kann die Leistungsberechnungen beeinflussen.

Wann man sich für Abrechnungsgenauigkeit oder Überwachungsgenauigkeit entscheiden sollte

Die Anwendung gibt die erforderliche Genauigkeit vor. CTs lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: Abrechnungs-CTs und Monitoring-CTs.

AbrechnungsstufeStromwandler (z. B. Klasse 0,5, 0,5S, 0,2) sind für Abrechnungsanwendungen unerlässlich. Wenn ein Energieversorger oder Vermieter einem Mieter den Energieverbrauch in Rechnung stellt, muss die Messung hochpräzise sein.Kleine Phasenfehler können erhebliche Ungenauigkeiten bei der Wirkleistungsmessung verursachen.insbesondere in Systemen mit niedrigem Leistungsfaktor. Dies führt direkt zu fehlerhaften Abrechnungen.

Ungenaue Leistungsmessungen aufgrund von Phasenfehlern können neben Abrechnungsproblemen auch andere Folgen haben. In Dreiphasensystemen kann dies zu Folgendem führen:Ungleichgewichtige Lasten und Überbeanspruchung der Anlagen können die Folge sein. Es kann sogar zum Ausfall von Schutzrelais kommen.wodurch Sicherheitsrisiken entstehen.

ÜberwachungsklasseStromwandler (z. B. Klasse 1.0 und höher) eignen sich für das allgemeine Energiemanagement. Techniker nutzen sie zur Überwachung der Anlagenleistung, zur Ermittlung von Lastmustern oder zur internen Kostenverteilung. Für diese Aufgaben ist eine etwas geringere Genauigkeit ausreichend. Auswahl des richtigen Split-Core-StromwandlersStromwandlerstellt sicher, dass die Datenintegrität den finanziellen und operativen Anforderungen des Projekts entspricht.

Überprüfung Ihres geteilten Kernstromwandlers hinsichtlich Sicherheit und Umwelt

Die abschließenden Kontrollen eines Technikers umfassen die Überprüfung der Sicherheitszertifizierungen und die Beurteilung der Installationsumgebung. Diese Schritte gewährleisten die Auswahl der Komponenten.Stromwandler mit geteiltem KernDas Gerät arbeitet während seiner gesamten Lebensdauer zuverlässig und sicher. Die Vernachlässigung dieser Überprüfungen kann zu vorzeitigem Ausfall, Sicherheitsrisiken und Nichteinhaltung regionaler Vorschriften führen.

Prüfung auf UL-, CE- und andere Zertifizierungen

Sicherheitszertifizierungen sind unerlässlich. Sie bestätigen, dass ein Produkt von einer unabhängigen Stelle geprüft wurde und bestimmte Sicherheits- und Leistungsstandards erfüllt. In Nordamerika sollte ein Techniker auf das UL- oder ETL-Prüfzeichen achten. In Europa ist das CE-Zeichen Pflicht.

Das CE-Zeichen bestätigt die Einhaltung der Richtlinien der Europäischen Union, wie beispielsweise derNiederspannungsrichtlinieUm dieses Zeichen anbringen zu dürfen, muss ein Hersteller Folgendes erfüllen:

1. Führen Sie eine gründliche Risikoanalyse durch, um potenzielle Gefahren zu identifizieren und zu minimieren.
2. Konformitätsprüfungen gemäß harmonisierten Normen durchführen.
3. Erlassen Sie eine formelleKonformitätserklärung, ein Rechtsdokument, das die Verantwortung für die Konformität des Produkts übernimmt.
4. Pflegen Sie die technische Dokumentation, einschließlich Risikoanalysen und Betriebsanweisungen.

Prüfen Sie stets, ob die Zertifizierungen echt sind und für das jeweilige Modell gelten, das Sie kaufen. Diese Sorgfaltspflicht schützt sowohl die Geräte als auch das Personal.

Beurteilung der Installationsumgebung

Die physikalische Umgebung beeinflusst die Lebensdauer und Genauigkeit eines Computertomographen maßgeblich. Ein Techniker muss drei Schlüsselfaktoren beurteilen: Temperatur, Feuchtigkeit und Verunreinigungen.

Betriebstemperatur:Jeder Stromwandler hat einen festgelegten Betriebstemperaturbereich. Einige Modelle arbeiten ab-30 °C bis 55 °C, während andere, wie bestimmte Hall-Effekt-Sensoren, damit umgehen können.-40 °C bis +85 °CEin Techniker muss ein Gerät auswählen, das für die Umgebungstemperaturen des Installationsortes ausgelegt ist, von der kältesten Winternacht bis zum heißesten Sommertag.

Schutzart gegen Feuchtigkeit und Eindringen (IP): Hohe Luftfeuchtigkeit und direkter Wasserkontaktsind große Bedrohungen.Feuchtigkeit kann die Isolierung beeinträchtigen.Sie korrodieren Metallbauteile und führen zu elektrischen Fehlern.Schutzart (IP)Zeigt die Beständigkeit eines Geräts gegen Staub und Wasser an.

Für allgemeine Gehäuse ist die Schutzart IP65 oft ausreichend. Bei Außeninstallationen kann jedoch IP67 zum Schutz gegen Untertauchen erforderlich sein. In Umgebungen mit starker Reinigungsbelastung, wie beispielsweise in der Lebensmittelverarbeitung, ist eine höhere Schutzart erforderlich.Schutzart IP69KEin Stromwandler mit geteiltem Kern ist unerlässlich.

Korrosive Atmosphären:Standorte in Küstennähe oder in der Nähe von Industrieanlagen können salzhaltige oder chemikalienhaltige Luft aufweisen. Diese korrosiven Stoffe beschleunigen den Verschleiß des Gehäuses und der internen Komponenten eines Stromwandlers. In solchen Umgebungen sollte ein Techniker einen Stromwandler mit robusten, korrosionsbeständigen Materialien und abgedichteten Gehäusen wählen.

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Ein Techniker gewährleistet eine erfolgreiche Nachrüstung durch Abarbeitung einer abschließenden Checkliste. Dadurch wird bestätigt, dass der geteilte Kernstromwandler alle Projektanforderungen erfüllt.

• Fenstergröße:Passt zum Leiterdurchmesser.
• Stromstärke:Überschreitet die maximale Stromkreislast.
• Ausgangssignal:Entspricht dem Eingang des Messgeräts.
• Genauigkeitsklasse:Passt zum Anwendungsfall (Abrechnung vs. Überwachung).

Ein Techniker muss stets prüfen, ob der ausgewählte Stromwandler mit geteiltem Kern vollständig mit der Messgeräteausrüstung kompatibel ist. Die Priorisierung von Modellen mit den entsprechenden Sicherheitszertifizierungen für die jeweilige Region schützt sowohl Personal als auch Ausrüstung.

Häufig gestellte Fragen

Was passiert, wenn ein Techniker einen Stromwandler falsch herum einbaut?

Wenn ein Techniker einen Stromwandler falsch herum einbaut, kehrt er die Polarität des Stromflusses um. Dadurch zeigt das Messgerät negative Leistungswerte an. Für korrekte Messungen muss der Pfeil oder die Beschriftung auf dem Stromwandlergehäuse in Stromrichtung, also zur Last, zeigen.

Kann ein Techniker einen großen Stromwandler für mehrere Leiter verwenden?

Ja, ein Techniker kann mehrere Leiter durch einen einzelnen Stromwandler führen. Der Stromwandler misst die Gesamtstromstärke (Vektorsumme). Diese Methode eignet sich zur Überwachung der Gesamtleistung. Sie ist nicht geeignet, um den Verbrauch einzelner Stromkreise zu messen.

Warum ist mein 333-mV-CT-Messwert falsch?

Falsche Messwerte entstehen häufig durch eine Fehlkonfiguration zwischen Stromwandler und Zähler. Ein Techniker muss überprüfen, ob der Zähler für eine Eingangsspannung von 333 mV konfiguriert ist. Die Verwendung eines 333-mV-Stromwandlers mit einem Zähler, der für eine Eingangsspannung von 5 A ausgelegt ist, führt zu ungenauen Daten.

Benötigt ein Stromwandler eine eigene Stromquelle?

Nein, ein standardmäßiger passiver Stromwandler benötigt keine externe Stromversorgung. Er gewinnt Energie direkt aus dem Magnetfeld des zu messenden Leiters. Dies vereinfacht die Installation und reduziert den Verdrahtungsaufwand. Aktive Sensoren, wie beispielsweise einige Hall-Effekt-Sensoren, benötigen unter Umständen eine zusätzliche Stromversorgung.