Zangenstromwandler
In der letzten Ausgabe der KK wurde in der Rubrik „Fragen aus der Praxis“ beim Thema „Elektromagnetische Verträglichkeit“ der Einsatz einer Stromzange erwähnt. Worauf muss man beim Einsatz von Zangenstromwandlern achten?
Ein Zangenstromwandler bietet die Möglichkeit, Ströme von einigen Milliampère bis zu mehreren Kiloampère zu messen, ohne dass der Stromkreis aufgetrennt wird. Weitere Vorteile dieser Messung sind der Zeitgewinn, geringe Gefährdung durch elektrischen Schlag und keine Ausfälle durch Abschaltung der elektrischen Anlage.
Man unterscheidet zwischen Zangenstromwandler für Wechselströme und denen für Wechsel- und/oder Gleichströme.
Grundsätzlich haben die Stromwandler den Aufbau eines Transformators. Ein Zangenstromwandler für Wechselströme ist eine spezielle Ausführung eines Stromwandlers bei dem Zangenbacken, die sich öffnen lassen,den Eisenkern bilden.
Handelt es sich um ein Messgerät für Wechselströme, so wird die Sekundärspannung durch ein Messwerk erfasst, der Betragsmittelwert der pulsierenden gleichgerichteten Größe gebildet und danach wird die Messgröße unter Berücksichtigung eines Formfaktors als Effektivwert zur Anzeige gebracht. Für sinusförmige Größen ist dieser Formfaktor 1,1107. Das bedeutet, dass diese Geräte auf sinusförmige Messgrößen kalibriert sind. Besteht der zu messende Strom aus einem Wechsel- und einem Gleichstromanteil, so verschwindet der Gleichstromanteil am Ausgang des Zangenstromwandlers und fließt somit nicht in die Auswertung und die Anzeige ein. Die Messung des echten Effektivwertes ist in diesem Fall nicht möglich, es wird nur der Effektivwert des Wechselstromes angezeigt. Um Wechsel- und/oder Gleichströme zu erfassen, muss ein anderes Wirkprinzip eingesetzt werden. Im Regelfall wird ein sogenannter Hallsensor[1] eingesetzt. Mit diesem können auch die Magnetfelder des Gleichstromes erfasst werden. Neben verschiedenen Messfunktionen, wie Messwertspeicherung, Min-/Max-Anzeige oder Spitzenwerterfassung ist es wichtig, dass die Messgeräte Echt-Effektivwerte (TRMS), messen können. Diese Messgeräte können Wechselströme mit einem Gleichstromanteil messen. Gleichstromanteile entstehen z.B. durch den Betrieb von Geräten und Betriebsmitteln mit Phasenanschnittsteuerung oder durch Frequenzumrichter. Da in der Kältetechnikimmer häufiger diese elektronischen Drehzahlregler eingesetztwerden kommt es im Energieversorgungsnetz zu sogenannten Netzverzerrungen, Oberschwingungen und anteiligen Gleichströmen. Für den Servicetechniker ist es umso wichtiger zu wissen, welche Auswirkungen diese Störungen auf seine Messwerte haben.
[1] Hallsensor: Das Wirkprinzip besteht darin, dass ein Strom I durch ein geeignetes Halbleiterplättchen fließt, das seinerseits einem senkrecht zur Stromrichtung verlaufenden Magnetfeld B ausgesetzt ist, so entsteht an den seitlichen Kanten des Halbleiters die sog. Hall-Spannung U, die zum Strom I und zum Magnetfeld B proportional ist. Diese Spannung wird von einer Messelektronik ausgewertet, die in die Zange eingebaut ist.
Handelt es sich um ein Messgerät für Wechselströme, so wird die Sekundärspannung durch ein Messwerk erfasst, der Betragsmittelwert der pulsierenden gleichgerichteten Größe gebildet und danach wird die Messgröße unter Berücksichtigung eines Formfaktors als Effektivwert zur Anzeige gebracht. Für sinusförmige Größen ist dieser Formfaktor 1,1107. Das bedeutet, dass diese Geräte auf sinusförmige Messgrößen kalibriert sind. Besteht der zu messende Strom aus einem Wechsel- und einem Gleichstromanteil, so verschwindet der Gleichstromanteil am Ausgang des Zangenstromwandlers und fließt somit nicht in die Auswertung und die Anzeige ein. Die Messung des echten Effektivwertes ist in diesem Fall nicht möglich, es wird nur der Effektivwert des Wechselstromes angezeigt. Um Wechsel- und/oder Gleichströme zu erfassen, muss ein anderes Wirkprinzip eingesetzt werden. Im Regelfall wird ein sogenannter Hallsensor[1] eingesetzt. Mit diesem können auch die Magnetfelder des Gleichstromes erfasst werden. Neben verschiedenen Messfunktionen, wie Messwertspeicherung, Min-/Max-Anzeige oder Spitzenwerterfassung ist es wichtig, dass die Messgeräte Echt-Effektivwerte (TRMS), messen können. Diese Messgeräte können Wechselströme mit einem Gleichstromanteil messen. Gleichstromanteile entstehen z.B. durch den Betrieb von Geräten und Betriebsmitteln mit Phasenanschnittsteuerung oder durch Frequenzumrichter. Da in der Kältetechnikimmer häufiger diese elektronischen Drehzahlregler eingesetztwerden kommt es im Energieversorgungsnetz zu sogenannten Netzverzerrungen, Oberschwingungen und anteiligen Gleichströmen. Für den Servicetechniker ist es umso wichtiger zu wissen, welche Auswirkungen diese Störungen auf seine Messwerte haben.
[1] Hallsensor: Das Wirkprinzip besteht darin, dass ein Strom I durch ein geeignetes Halbleiterplättchen fließt, das seinerseits einem senkrecht zur Stromrichtung verlaufenden Magnetfeld B ausgesetzt ist, so entsteht an den seitlichen Kanten des Halbleiters die sog. Hall-Spannung U, die zum Strom I und zum Magnetfeld B proportional ist. Diese Spannung wird von einer Messelektronik ausgewertet, die in die Zange eingebaut ist.