Chauvin Arnoux: Messen & Prüfen

38 STROMMESSUNG: GRUNDBEGRIFFE 02 STROMMESSUNG: GRUNDBEGRIFFE Zangenstromwandler: Das moderne Verfahren zur Messung von Strömen Einleitung Mit Zangenstromwandlern lassen sich die Messmöglichkeiten von Multimetern, Leistungsmessern, Oszilloskopen, Messwertschreibern, Erfassungszentralen usw... sinnvoll steigern. Bei einem Zangenstromwandler wird der vom zu messenden Strom durchflossene Leiter einfach mit den Zangenbacken umschlossen, d.h. der Stromkreis wird nicht unterbrochen oder sonstwie beeinflusst. Der Zangenstromwandler gibt dann ein dem zu messenden Strom direkt proportionales Strom- oder Spannungssignal ab. Dieses ungefährliche Schwachstromsignal lässt sich nun auf einem «normalen» Messgerät für geringe Eingangsgrößen unter Berücksichtigung des Wandlerverhältnisses anzeigen. Da der gemessene Stromkreis vom Sekundärkreis des Zangenstromwandlers elektrisch völlig isoliert ist, können die Eingänge des Messgeräts sowohl schwimmend, als auch auf Erde bezogen sein. Während dieser berührungslosen Strommessung läuft der zu messende Stromkreis für das Gerät, die Maschine oder die komplette elektrische Anlage völlig normal weiter, d.h. die Messung bewirkt keine Zeitverluste und zeigt die tatsächlichen Werte im Betrieb. Mit den meisten Chauvin Arnoux Zangenstromwandlern sind innerhalb des spezifizierten Frequenzbereiches und bei Anschluss an ein entsprechendes Multimeter Messungen in Echteffektivwerten (TRUE RMS) möglich. In den meisten Fällen sind die Effektivwertmessungen dabei nicht durch die Messzange, sondern durch die Fähigkeiten des Multimeters begrenzt. Die besten Ergebnisse bei stark verzerrten Signal­ formenerzieltmanmitZangenstromwandlernhoherGenauigkeit, breitem Frequenzbereich und geringer Phasenverschiebung. Chauvin Arnoux bietet weltweit die größte Auswahl an Zangenstromwandlern, sowohl für Wechsel- als auch für Gleichströme. Die Messtechnik und/oder das einzigartige Design mehrerer Chauvin Arnoux Messzangenmodelle sind durch Patente geschützt. Messprinzipien n Messen von Wechselströmen - Mit Zangenstromwandlern - Für das Messen vonWechselströmen verwendet man das Prinzip des Stromwandlers oder des Transformators. Ein Stromwandler besteht aus zwei getrennten Wicklungen, der Primärwicklung B 1 mit N 1 Windungen und der Sekundärwicklung B 2 mit N 2 Windungen auf einem gemeinsamen Eisenkern (Abb. 1). Abb. 1 Fließt durch die Wicklung B 1 ein Strom I 1 , erzeugt dessen zeitliche Veränderung in der Wicklung B 2 einen Strom I 2 , dessen Eigenschaften unter anderem vom Windungsverhältnis N 1 zu N 2 und der magnetischen Leitfähigkeit des Eisenkerns abhängen. Abb. 2 Mathematisch wird dieses Stromwandlerprinzip wie folgt ausgedrückt: I 1 N 1 = I 2 N 2 . In der Praxis besteht die Primärwicklung B 1 nur aus einer Windung des Kabels, durch das der zu messende Strom fließt, d.h. N 1 = 1 (siehe Abb. 2). Die mathematische Formel vereinfacht sich daher wie folgt: I 1 = I 2 N 2 oder I 1 = 1/N 2 x I 1 Hinweis: Das Übersetzungsverhältnis wird ausgedrückt als das Verhältnis zwischen dem zu messenden Strom und dem Signal am Ausgang des Zangenstromwandlers. Hat die Zange z.B. 1000 Windungen, d.h. N 2 = 1000 , dann gilt nach der Formel I 1 /I 2 = N 2 /1 oder 1000/1. Der Zangenstromwandler hat also ein Übersetzungsverhältnis von 1000:1. - Mit flexiblen Stromwandlern - Der flexible Stromwandler Amp FLEX beruht auf dem Prinzip der Rogowski-Spule. Der Leiter, durch den der zu messende Strom fließt, bildet die Primärwicklung, während die Sekundärwicklung aus einer flexiblen, auftrennbaren Schleife besteht, die um den Leiter gelegt wird. Die Messschleife ist über ein geschirmtes Kabel mit einem Gehäuse verbunden, in dem sich die Auswerteelektronik und die Batterie befinden. In der Amp FLEX -Strommessschleife wird eine Spannung erzeugt, die proportional zur Ableitung des Stroms ist: wobei: S = Fläche der Wicklung n = Anzahl Windungen r = Radius des Torus i r u Abb. 3 Abb. 4 Die flexiblen Stromwandler Amp FLEX und Mini FLEX sind in verschiedenen Längen erhältlich und ermöglichen Wechselstrommessungen im Bereich von 0,5 A bis 10 kA bei industrieüblichen Frequenzen (siehe Seite 42).