Moderne elektrische Systeme erfordern eine präzise Überwachung, um Überlastungsrisiken zu vermeiden, die Energieverteilung zu optimieren und die Betriebseffizienz aufrechtzuerhalten. Stromwandler (CTs) haben sich als wesentliche Komponenten zur Erreichung dieser Ziele in verschiedenen Branchen etabliert.

Ein Stromwandler (CT) ist ein spezieller Messwandler, der zur Messung von Wechselstrom (AC) in elektrischen Stromkreisen entwickelt wurde. Anstatt den Strom direkt zu messen, nutzen CTs elektromagnetische Induktion, um hohe Stromwerte proportional auf sicherere, messbare Werte zu reduzieren.

Bei der Installation an einem stromführenden Leiter erzeugt der Wechselstrom ein Magnetfeld im Kern des CT. Dieses Feld induziert einen proportionalen Strom in der Sekundärwicklung, wodurch Messgeräte die Bedingungen im Stromkreis sicher überwachen können.

• Magnetkern: Hergestellt aus Materialien mit hoher Permeabilität zur Verstärkung des magnetischen Flusses
• Primärwicklung: Der Leiter, der den gemessenen Strom führt
• Sekundärwicklung: Gibt reduzierten Strom an Messinstrumente aus
• Isolierung: Gewährleistet die elektrische Isolation zwischen den Wicklungen

CTs erfüllen wichtige Funktionen in Energieerzeugungsanlagen, industriellen Automatisierungssystemen, Gewerbegebäuden, Rechenzentren und Anlagen für erneuerbare Energien, indem sie eine genaue Strommessung und den Schutz des Systems ermöglichen.

Diese Wandler verfügen über einen durchgehenden Magnetkreis und bieten eine hervorragende Genauigkeit, erfordern aber zur Installation eine Unterbrechung des Stromkreises. Ideal für Neuinstallationen, bei denen Präzision von größter Bedeutung ist.

Mit aufklappbaren Kernen, die sich zur Installation öffnen lassen, ermöglichen diese CTs eine Nachrüstung ohne Betriebsunterbrechung. Obwohl sie etwas weniger genau sind als Festkernmodelle, bieten sie praktische Lösungen für bestehende Systeme.

Rogowski-Spulen bieten flexible Messungen für unregelmäßige Leiter, während Nullsequenz-CTs Erdschlussfehler erkennen. Zangenmessgeräte kombinieren die CT-Funktionalität mit tragbaren Messmöglichkeiten.

Die richtige CT-Auswahl erfordert die Anpassung der Stromstärke des Wandlers an den Betriebsbereich des Stromkreises. Die meisten CTs behalten ihre Genauigkeit zwischen 5-120 % ihrer Nennkapazität bei, wobei die Leistung über 130 % nachlässt.

Ausgedrückt als Prozentsätze (z. B. 0,1 %, 1 %), geben Genauigkeitsklassen die Messgenauigkeit innerhalb bestimmter Strombereiche an. CTs der Klasse 1.0 werden häufig in Versorgungsanwendungen eingesetzt.

Stromausgangs-CTs liefern herkömmliche 1A- oder 5A-Signale, während Spannungsausgangsmodelle interne Shunts für eine sicherere Niederspannungsmessung enthalten. Letzteres wird für Hochleistungsanwendungen bevorzugt.

Die ordnungsgemäße CT-Installation erfordert sorgfältige Beachtung der Ausrichtung, der Verdrahtung und der Sicherheitsprotokolle. Festkerneinheiten erfordern eine Abschaltung des Stromkreises, während Klappkernmodelle eine Installation unter Spannung ermöglichen. Wichtige Überlegungen sind:

• Korrekte Richtungszuordnung (typischerweise Primärseite zur Stromquelle)
• Sichere Anschlüsse des Sekundärstromkreises zur Vermeidung von Leerlaufgefahren
• Ausreichender Umweltschutz für Außeninstallationen

Die effektive CT-Auswahl beinhaltet die Bewertung von:

• Anwendungsanforderungen (Neu- vs. Nachrüstinstallationen)
• Strommessbereiche
• Genauigkeitsspezifikationen
• Physische Einschränkungen
• Sicherheitsaspekte

Die CT-Industrie entwickelt sich in Richtung:

• Smarte CTs mit integrierter IoT-Konnektivität
• Erhöhte Präzision durch fortschrittliche Materialien
• Kompakte Designs für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot
• Drahtlose Modelle, die Kabelanforderungen eliminieren
• Selbstbetriebene Einheiten, die Energy Harvesting nutzen

Stromwandler sind nach wie vor unverzichtbar für die elektrische Überwachung in allen Branchen. Die richtige Auswahl, Installation und Wartung gewährleisten einen zuverlässigen Systembetrieb und ermöglichen gleichzeitig Energieoptimierung und Schutzfunktionen.