Frequenztests für Stromsensoren
Einführung
Viele Stromwandler und Stromsensoren werden zunehmend auf ihre Bandbreite getestet und spezifiziert. Die Normung definiert auch bereits Genauigkeitsklassen für höhere Frequenzkomponenten. Die Grundlage für die IEC61869-Familie wurde 2023 aktualisiert. Die Genauigkeitsklassen bis 150 kHz sind hauptsächlich für Anwendungen im Bereich der Netzqualität gedacht.
Der Bereich zwischen 150 und 500 kHz ist für Schutzanwendungen auf Basis von Wanderwellen vorgesehen.
Es gibt nur wenige Laboratorien, die diese Genauigkeitstests anbieten. Im Allgemeinen sind die Testaufbauten auch nicht auf Messreferenzsysteme gemäß IEC 17025 rückführbar, was bedeutet, dass nur Testlabore mit einem guten Ruf ausgewählt werden sollten.
Hersteller und Benutzer können auch ihre eigenen Tests durchführen. Eine Standardausrüstung ist jedoch derzeit nicht auf dem Markt erhältlich. Auch der Aufbau sollte im Voraus sorgfältig überlegt werden.
Messung der Verstärkungsphase
Eine erste Hilfestellung wurde bereits 2012 mit dem technischen Bericht IEC TR 61869-103 geleistet, in dem die ersten geeigneten Testaufbauten veröffentlicht wurden.
Es gibt inzwischen auch sehr gut ausgestattete Netzwerkanalysatoren, die eine einfach zu bedienende Software für diese Tests bieten. Ein Frequenzsweep mit 800 oder mehr Messpunkten kann in nur wenigen Sekunden durchgeführt werden. Ein Beispiel dafür ist der Bode 100 von OMICRON Lab. Der Aufbau ist in der folgenden Abbildung schematisch dargestellt.
Als Referenzsensor wird ein Danisense Fluxgate-Stromwandler mit einer Ausgangsspannung von 10 Volt empfohlen. Dieses Ausgangssignal ist auch mit den Eingangskanälen des Bode 100 kompatibel. In der Bode Analyzer Suite können Sie das Übertragungsverhältnis für den Referenzsensor und das zu testende Gerät(DUT) einfach auswählen.
Analysieren verschiedener Wellenformen
Das Ausgangssignal des Netzwerkanalysators ist immer eine sinusförmige Wellenform.
Oft ist es auch notwendig zu bestimmen, welche Signalformen der eigentliche Sensor übertragen kann. Zu diesem Zweck wird ein Oszilloskop verwendet. Die Wellenformen des Danisense Referenzsensors und des Testsensors sind im Folgenden dargestellt.
Aufgrund des elektrischen Aufbaus und des Aluminiumgehäuses werden elektromagnetische Störungen im Danisense Stromsensor deutlich abgeschwächt.
Sinusförmige Wellenform 20 kHz
Sinusförmige Wellenform 50 kHz
Dreieckige Wellenform mit 50 kHz
Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen dem DS50UB-10V und dem Testobjekt.
Gepulster Strom mit DC-Offset
Nur die DC-Komponente wird vom Prüfling nicht übertragen. Die AC-Komponente wird ohne Sättigungseffekte übertragen.
AC + DC Signalform
