{"id":28596,"date":"2020-03-18T16:07:00","date_gmt":"2020-03-18T15:07:00","guid":{"rendered":"https:\/\/webentwicklung-hess.com\/mbs2023\/?p=28596"},"modified":"2024-11-05T18:19:38","modified_gmt":"2024-11-05T17:19:38","slug":"rogowski-spulen-fask","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mbs-ag.com\/rogowski-spulen-fask\/","title":{"rendered":"Rogowski-Spulen FASK"},"content":{"rendered":"

Rogowski-Spulen und Zubeh\u00f6r<\/h2>

Technische Grundlagen<\/strong><\/p>

Neben herk\u00f6mmlichen Stromwandlern k\u00f6nnen <\/strong>f\u00fcr die Strommessung auch Rogowski-Spulen eingsetzt werden. Aufgrund des fehlenden Eisenkernes entfallen richtlineare Einfl\u00fcsse des Eisenkerns. Rogowski-Spulen k\u00f6nnen ohne Auftrennen des Stromkreises, d.h. ohne gr\u00f6\u00dfere Montagearbeiten einfach angelegt und entfernt werden. Hohe Kurzschlusstr\u00f6me in der Energieverteilung verursachen bei Rogowski-Spulen im Gegensatz zu Stromwandlern keine hohen Kr\u00e4fte und Verluste. Es k\u00f6nnen auch keine f\u00fcr die Messung nachteilige S\u00e4ttigungs- oder Remanenzeffekte auftreten, die bei normalen Stromwandlern eine aufwendige Entmagnetisierung erfordern. Ebenfalls k\u00f6nnen keine gef\u00e4hrlichen Spannungen im Offenbetrieb erzeugt werden, wodurch es diesbez\u00fcglich keine Gefahr f\u00fcr Elektrofachkr\u00e4fte gibt.<\/p>

\"Luftspule<\/figure>

Abbildung 1: Rogowski-Spule mit Prim\u00e4rleiter<\/em><\/p>

Wie in der Abbildung ersichtlich handelt es sich bei dem Ausgangssignal der passiven Rogowski-Spule um ein Spannungssignal, das sich proportional zur \u00c4nderung des Prim\u00e4rstroms verh\u00e4lt. Handelt es sich bei dem Prim\u00e4rstrom um ein 50 Hz Sinussignal, wie es in der Elektroenergieverteilung in Europa \u00fcblich ist, so ergibt sich folgender Ausdruck. <\/p>

\"i1<\/figure>

Um jetzt die Steigung der Tangenten im Punkt t zu ermitteln, wird die Ableitung der Funktion i1 nach t gebildet. Es ergibt sich die Gleichung:<\/p>

\"di1<\/figure>

Die Ausgangsspannung der Rogowski-Spule ist dementsprechend proportional zu der Ableitung von i1 nach der Zeit. Da die Cosinus-Funktion gegen\u00fcber der Sinus-Funktion um -90\u00b0 versetzt ist, so ist auch das Spannungssignal ui gegen\u00fcber dem Prim\u00e4rstrom i1 um -90\u00b0 verschoben.<\/p>

\"Primaerstrom<\/figure>

<\/a><\/p>

Abbildung 2: Prim\u00e4rstrom und Ausgangssignal einer passiven Rogowski-Spule im Vergleich<\/p>

Ist die Rogowski-Spule jetzt auf das zu messende Stromsignal bei 50 Hz abgestimmt, so kann \u00fcber die Ber\u00fccksichtigung des \u00dcbersetzungsfaktors und des Phasenversatzes von -90\u00b0 auf den Stromwert i1 zur\u00fcck gerechnet werden. \u00c4ndert sich jetzt die Bemessungsfrequenz des Signals, so wird auch der Amplitudenwert von u1 beeinflusst.<\/p>

\"ui<\/figure>

In einer elektronischen Integratorschaltung k\u00f6nnen diese Effekte aufgehoben werden. Mathematisch betrachtet wird hierbei die Ableitung nach t integriert. Die Cosinus-Funktion wird wieder zur Sinus-Funktion, der Phasenversatz von 90 Grad ist aufgehoben. Mit einem Integrator, der als Ausgang ein Stromsignal bereitstellt ergibt sich folgendes Ersatschaltbild. 00 \"Schaltbild<\/p>

Abbildung 3: Elektrisches Ersatzschaltbild Rogowski-Spule + 1A Integrator<\/em><\/p>

Wichtige Eigenschaften<\/strong><\/h5>

Um eine gr\u00f6\u00dftm\u00f6gliche Genauigkeit bei der Messung der Rogowski-Spulen zu erhalten, sind folgende Punkte unbedingt zu beachten:<\/p>

  • Die Rogowski-Spule sollte inkl. der Zuleitung komplett geschirmt sein, um parasit\u00e4re Einfl\u00fcsse zu vermeiden.<\/li>\n\n
  • Die Ausgangsspannung von Rogowski-Spulen wird blicherweise in mV \/ kA angegeben. Da Spannungssignale generell als st\u00f6ranf\u00e4lliger gelten, sollte die Spule am Ausgang ein m\u00f6glichst gro\u00dfes Spannungssignal generieren, denn wenn kleinere Prim\u00e4rstr\u00f6me flie\u00dfen kann das Ausgangssignal durch Rauschen oder St\u00f6rsignal beeinflusst werden, so dass die angegebenen Klassengenauigkeiten nicht mehr erreicht werden.<\/li>\n\n
  • Oftmals hat die Position des Prim\u00e4rleiters Einfluss auf die Genauigkeit. Bei der Montage sollte darauf geachtet werden, die Spule so anzubringen, das die beste Genauigkeit erreicht wird.<\/li><\/ul>
     <\/h5>
    Die Rogowski-Spule FASK<\/strong><\/h5>

    Die MBS Rogowski-Modelle FASK werden mit 4 verschiedenen Durchmessern angeboten (100,150,200 und 300mm). Am Verschluss ist ein Einschub f\u00fcr einen Kabelbinder vorgesehen, mit dem die Spule am Prim\u00e4rleiter arretiert wird.<\/p>

    \"Rogowski-Spule<\/figure>

    Abbildung 4: Die Rogowski-Spule FASK 150<\/em><\/p>

    Vorteile der Rogowski-Spule FASK<\/strong><\/h5>
    • Die Rogowski-Spulen FASK 100,150, 200 und 300 sind komplett geschirmt und somit vor St\u00f6reinfl\u00fcssen weitgehenst gesch\u00fctzt.<\/li>\n\n
    • Alle Rogowski-Spulen generieren ein relativ gro\u00dfes Ausgangssignal von 100 mV\/ kA. So k\u00f6nnen durch die gute Linearit\u00e4t der Spule auch kleinere Prim\u00e4rstr\u00f6me weit unter 1 kA akkurat gemessen werden.<\/li>\n\n
    • Die Rogowski-Spulen FASK besitzen einen Phasenfehler zwischen -0,4 und -0,5 Grad, so dass auch ein fest vorgegebener Korrekturfaktor im Messger\u00e4t verwendet werden kann.<\/li>\n\n
    • Die Materialien erlauben einen Einsatz in sehr rauen Umgebungstemperaturen. Die Spulen generieren keine Abw\u00e4rme.<\/li>\n\n
    • Eink\u00fcrzen der Zuleitung ohne Genauigkeitsverlust.<\/li><\/ul>

      Die Positionierung des Prim\u00e4rleiters hat wie bei jeder Rogowski-Spule Einfluss auf die Genauigkeit. Die FASK-Serie ist so abgestimmt, das direkt am Verschluss und damit im Bereich der Fixierm\u00f6glichkeit der geringste Fehler auftritt. Die folgende Abbildung verdeutlicht diesen Sachverhalt und definiert die genauen Fehlerwerte.<\/p>

      FASK 100,150, 200 und 300<\/strong><\/p>

      \"FASK<\/figure>

      Abbildung 5: Prim\u00e4rleiterposition mit den typischen Fehlerwerten<\/em><\/p>

      \"Primaerleiterposition<\/figure>

      Installation<\/strong><\/h4>

      Die Installation dieser Sensoren gstaltet sich denkbar einfach. Mit wenigen Handgriffen wird die Spule um den Prim\u00e4rleiter gelegt und am Verschluss verschlossen. Der Prim\u00e4rleiter muss nicht aufgetrennt werden.<\/p>

      FASK 100,150,200 und 300<\/strong><\/p>

      \"Vierer<\/figure>

      Abbildung 6: Montage der FASK<\/em><\/p>

      Technische Kennwerte<\/strong><\/h5>\n\n