{"id":2415,"date":"2026-08-16T12:30:00","date_gmt":"2026-08-16T12:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/lbajiele.com\/?p=2415"},"modified":"2026-09-23T20:46:06","modified_gmt":"2026-09-23T20:46:06","slug":"complete-guide-to-transformer-types-construction","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lbajiele.com\/de\/blog\/complete-guide-to-transformer-types-construction\/","title":{"rendered":"Vollst\u00e4ndiger Leitfaden zu Transformatortypen und -konstruktion"},"content":{"rendered":"

A Stromwandler (Wandler)<\/strong> wandelt einen gro\u00dfen Prim\u00e4rstrom in einen kleineren, genormten Sekund\u00e4rstrom um, den Messger\u00e4te und Schutzrelais sicher messen k\u00f6nnen. Hinter seiner scheinbaren Einfachheit verbergen sich wichtige Designentscheidungen: Konstruktion, \u00dcbersetzung, Genauigkeitsklasse, B\u00fcrde, S\u00e4ttigungsverhalten und Einbaupolarit\u00e4t beeinflussen das Ergebnis. Dieser Leitfaden erkl\u00e4rt die Typen und die Konstruktion von Stromwandlern und zeigt dann, wie Stromwandler f\u00fcr die Messung und den Schutz in Transformatoren und Schaltanlagen spezifiziert werden.<\/p>\n

Was bedeutet ein Stromwandler?<\/h2>\n

Ein Stromwandler ist ein Messwandler, der in Reihe mit dem Stromkreis geschaltet ist. Die Prim\u00e4rseite kann ein Kabel, eine Sammelschiene oder eine spezielle Wicklung sein. Der wechselnde Prim\u00e4rstrom erzeugt einen magnetischen Fluss im Kern, der einen proportionalen Sekund\u00e4rstrom induziert. G\u00e4ngige Sekund\u00e4rbemessungswerte sind je nach System und Norm 5 A oder 1 A.<\/p>\n

Ein Stromwandler bietet Messskalierung und elektrische Trennung, bildet jedoch nicht jeden Strom perfekt ab. \u00dcbersetzungsfehler, Fehlwinkel, Eisenverluste und S\u00e4ttigung m\u00fcssen f\u00fcr den vorgesehenen Einsatzzweck innerhalb der Grenzwerte bleiben.<\/p>\n

Wie ein Stromwandler funktioniert<\/h2>\n

In einem idealen Stromwandler entsprechen die prim\u00e4ren Amperewindungen den sekund\u00e4ren Amperewindungen. Wenn ein Stromwandler mit Stabprim\u00e4rwicklung eine Prim\u00e4rwindung und 200 Sekund\u00e4rwindungen hat, w\u00fcrde ein Prim\u00e4rstrom von 1.000 A im Idealfall einen Sekund\u00e4rstrom von 5 A erzeugen. Reale Stromwandler ben\u00f6tigen einen Magnetisierungsstrom, weshalb die Auswahl auf Basis genormter Genauigkeitsklassen und der Nennlast erfolgt.<\/p>\n

Betreiben Sie die Sekund\u00e4rseite eines unter Strom stehenden Stromwandlers niemals im Leerlauf.<\/strong> Ohne Sekund\u00e4rstrom, der dem Prim\u00e4rfluss entgegenwirkt, kann die Kernspannung auf ein gef\u00e4hrliches Niveau ansteigen und die Isolierung besch\u00e4digen oder Personal gef\u00e4hrden. Kurzsch\u4e4b\u4e3abr\u00fccken und Pr\u00fcfklemmen sollten vorgesehen werden, damit Messger\u00e4te oder Relais von qualifiziertem Personal sicher ausgebaut werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"Cutaway
Ein Stromwandler verwendet einen Magnetkern und eine Sekund\u00e4rwicklung um einen Prim\u00e4rstrompfad.<\/figcaption><\/figure>\n

Schnellvergleichs- und Auswahltabelle<\/h2>

Verwenden Sie diese Tabelle als kurze Zusammenfassung der wichtigsten im Artikel erkl\u00e4rten Ingenieur- und Beschaffungsentscheidungen.<\/p>

Entscheidungsbereich<\/th>Praktische Bedeutung<\/th>Was zu \u00fcberpr\u00fcfen ist<\/th><\/tr><\/thead>
Was bedeutet ein Stromwandler?<\/td>Ein Stromwandler ist ein Messwandler, der in Reihe mit dem Stromkreis geschaltet ist.<\/td>Die Prim\u00e4rseite kann ein Kabel, eine Schiene oder eine spezielle Wicklung sein.<\/td><\/tr>
Wie ein Stromwandler funktioniert<\/td>In einem idealen Stromwandler entsprechen die prim\u00e4ren Amperewindungen den sekund\u00e4ren Amperewindungen.<\/td>Wenn ein Stabstromwandler eine Prim\u00e4rwindung und 200 Sekund\u00e4rwindungen hat, w\u00fcrde ein Prim\u00e4rstrom von 1.000 A idealerweise einen Sekund\u00e4rstrom von 5 A erzeugen.<\/td><\/tr>
Stromwandlerkonstruktion<\/td>Die Hauptkomponenten sind ein Magnetkern, eine isolierte Sekund\u00e4rwicklung, ein Prim\u00e4rstrompfad, Anschl\u00fcsse, ein Isoliersystem und ein Geh\u00e4use.<\/td>Kernmaterial und Querschnitt beeinflussen Magnetisierungsstrom und S\u00e4ttigung.<\/td><\/tr>
Wichtigste Stromwandlertypen<\/td>Ein Fenstertrommelsensor hat eine \u00d6ffnung, durch die ein Kabel oder eine Buschiene gef\u00fchrt wird.<\/td>Dieser Leiter bildet eine Prim\u00e4rwicklung mit einer Windung.<\/td><\/tr>
Messwandler vs. Schutzwandler<\/td>Ein Messstromwandler ist auf Genauigkeit im Bereich der Normallast optimiert und so konzipiert, dass er oft saturiert, bevor \u00fcberm\u00e4\u00dfiger Fehlerstrom an die angeschlossenen Ger\u00e4te gelangt.<\/td>Ein Schutzstromwandler muss hohe Fehlerstr\u00f6me hinreichend genau abbilden, damit das Relais korrekt ausl\u00f6st.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure><\/section>

Stromwandlerkonstruktion<\/h2>\n

Die Hauptkomponenten sind ein Magnetkern, eine isolierte Sekund\u00e4rwicklung, ein Prim\u00e4rstrompfad, Klemmen, ein Isoliersystem und ein Geh\u00e4use. Kernmaterial und -querschnitt beeinflussen den Magnetisierungsstrom und die S\u00e4ttigung. Die Sekund\u00e4rwicklung verwendet viele Windungen aus Kupferleiter, die so verteilt sind, dass der Streufluss kontrolliert wird. Mittelspannungs-Stromwandler erfordern zudem ein f\u00fcr die Netzspannung und den Sto\u00dfspannungspegel ausgelegtes Isoliersystem.<\/p>\n

Einige Schaltschr\u00e4nke-Wandler enthalten mehrere Kerne. Ein Kern kann f\u00fcr die Verrechnungs- oder Betriebsmessung verwendet werden, w\u00e4hrend separate Schutzkerne \u00dcberstrom-, Erdschluss- oder Differentialrelais speisen. Jeder Kern hat sein eigenes \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis, seine eigene Genauigkeitsklasse und seine eigene B\u00fcrde und darf nur an seinen zugewiesenen Stromkreis angeschlossen werden.<\/p>\n

Wichtigste Stromwandlertypen<\/h2>\n

Fenster- oder Ringstromwandler<\/h3>\n

Ein Fensterstromwandler hat eine \u00d6ffnung, durch die ein Kabel oder eine Sammelschiene gef\u00fchrt wird. Dieser Leiter bildet eine einwindige Prim\u00e4rwicklung. Die Konstruktion ist kompakt, einfach zu installieren und wird h\u00e4ufig in Schalttafeln verwendet. Eine teilbare Ausf\u00fchrung kann zur \u00dcberwachung um einen bestehenden Leiter herum montiert werden, jedoch k\u00f6nnen zusammengesetzte Kerne eine unterschiedliche Genauigkeit aufweisen und sollten ohne \u00dcberpr\u00fcfung nicht als f\u00fcr den Schutz geeignet angesehen werden.<\/p>\n

Steckbar-Stromwandler<\/h3>\n

Ein Schienen-Wandler enth\u00e4lt einen festen Prim\u00e4rleiter durch seinen Kern. Klemmen verbinden die Schiene direkt mit dem Stromkreis. Er bietet eine kontrollierte mechanische und elektrische Konstruktion f\u00fcr Schaltanlagen, muss jedoch f\u00fcr Dauerstrom und Kurzschlusskr\u00e4fte ausgelegt sein.<\/p>\n

Aufwickelstromwandler<\/h3>\n

Ein Wickel-Stromwandler hat mehrere Prim\u00e4rwindungen und ist f\u00fcr kleinere Prim\u00e4rstromverh\u00e4ltnisse n\u00fctzlich, bei denen eine einzelne Prim\u00e4rwindung keine geeignete Leistung erzielen w\u00fcrde. Sowohl Prim\u00e4r- als auch Sekund\u00e4rseite erfordern eine Isolierung und Anschl\u00fcsse, was die Konstruktion komplexer macht.<\/p>\n

Durchf\u00fchrungs- und Kabelstromwandler<\/h3>\n

Durchf\u00fchrungsstromwandler werden um Transformator- oder Leistungsschalterdurchf\u00fchrungen montiert. Kabelstromwandler werden um Leistungskabel gelegt und k\u00f6nnen f\u00fcr die Phasen- oder Erdschlussmessung verwendet werden. Ein Summenstromwandler umschlie\u00dft alle Phasenleiter, sodass die Summe der normalen Vektorstr\u00f6me nahezu Null ist; ein Erdschlussstrom tritt bei einem Erdschluss auf.<\/p>\n

\"Three
Fenster- und Ringstromwandler werden um eine Sammelschiene oder ein Kabel installiert, die beziehungsweise das den Prim\u00e4rleiter bildet.<\/figcaption><\/figure>\n

Messwandler vs. Schutzwandler<\/h2>\n

Ein Messstromwandler ist im Hinblick auf Genauigkeit bei Nennlast optimiert und oft so ausgelegt, dass er in die S\u00e4ttigung geht, bevor ein \u00fcberm\u00e4\u00dfiger Fehlerstrom an die angeschlossenen Ger\u00e4te gelangt. Ein Schutzstromwandler muss einen hohen Fehlerstrom genau genug abbilden, damit das Relais korrekt ausl\u00f6st. Seine Kniepunktspannung, Erregerkennlinie oder sein Messfehlerklassen-Grenzwert k\u00f6nnen daher wichtiger sein als eine hohe Genauigkeit bei Nennlast.<\/p>\n

Platzieren Sie kein Schutzrelais und keinen Pr\u00e4zisionsz\u00e4hler auf demselben Kern, es sei denn, die Auslegung weist ausdr\u00fccklich nach, dass B\u00fcrde und S\u00e4ttigung beide Anforderungen erf\u00fcllen. Getrennte Kerne machen Leistung und Pr\u00fcfung \u00fcbersichtlicher.<\/p>\n

Verst\u00e4ndnis des Stromwandlerverh\u00e4ltnisses<\/h2>\n

Ein Verh\u00e4ltnis wie 600\/5 A bedeutet, dass ein Prim\u00e4rstrom von 600 A nominell einem Sekund\u00e4rstrom von 5 A entspricht. Das Verh\u00e4ltnis betr\u00e4gt 120:1. Wenn der Sekund\u00e4rstrom 3 A misst, betr\u00e4gt der angezeigte Prim\u00e4rstrom vor Anwendung von Messger\u00e4tekorrekturen ungef\u00e4hr 360 A.<\/p>\n

Der gew\u00e4hlte Prim\u00e4rnennstrom sollte die maximal zu erwartende Dauerlast abdecken, ohne dass der normale Betriebsstrom f\u00fcr eine sinnvolle Genauigkeit zu klein wird. Stromwandler mit mehreren \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnissen (Multi-Ratio-Wandler) bieten Anzapfungen, aber die ungenutzten Klemmen und das tats\u00e4chlich angeschlossene \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis m\u00fcssen dokumentiert werden.<\/p>\n

Genauigkeitsklasse, B\u00fcrde und S\u00e4ttigung<\/h2>\n

Die Nennb\u00fcrde ist die Impedanz oder VA-Last, die bei Nennstrom an die Sekund\u00e4rseite angeschlossen ist. Sie umfasst den Z\u00e4hler oder das Relais, den Pr\u00fcfschalter, die Klemmen und den Leitungswiderstand. Eine zu hohe B\u00fcrde erh\u00f6ht den Fehler und kann eine fr\u00fchere S\u00e4ttigung verursachen. Eine 1-A-Sekund\u00e4rseite reduziert oft die B\u00fcrde der Leitungen bei langen Kabelwegen, da die Verlustleistung quadratisch mit dem Strom variiert.<\/p>\n

Messgenauigkeitsklassen geben die zul\u00e4ssigen \u00dcbersetzungs- und Fehlwinkel \u00fcber einen Strombereich an. Schutzklassen geben das Leistungsverhalten beim Nenn-Genauigkeitsgrenzstrom an oder definieren Anforderungen an den Kniepunkt und den Sekund\u00e4rwiderstand. Normen verwenden unterschiedliche Klassenbezeichnungen, daher muss die Beschaffungsspezifikation die geltende Ausgabe und die vollst\u00e4ndige Klasse nennen \u2013 nicht nur eine Nummer.<\/p>\n

\"Current
\u00dcbersetzung, Phasenfehler, B\u00fcrde und Erregungsverhalten m\u00fcssen auf die Mess- oder Schutzaufgabe abgestimmt sein.<\/figcaption><\/figure>\n

So dimensionieren Sie einen Stromwandler<\/h2>\n
    \n
  1. Best\u00e4tigen Sie die maximale Systemspannung und den erforderlichen Isolationspegel.<\/li>\n
  2. Berechnen Sie den Normal-, Notfall- und zuk\u00fcnftigen Maximalstrom.<\/li>\n
  3. W\u00e4hlen Sie ein standardm\u00e4\u00dfiges Prim\u00e4rverh\u00e4ltnis, das eine n\u00fctzliche Aufl\u00f6sung ohne \u00dcberlastung bietet.<\/li>\n
  4. W\u00e4hlen Sie einen Sekund\u00e4rstrom von 1 A oder 5 A passend zum Relais, Messger\u00e4t und zur Leitungsl\u00e4nge.<\/li>\n
  5. Gesamtb\u00fcrde aus Ger\u00e4ten und Leitungswiderstand berechnen.<\/li>\n
  6. W\u00e4hlen Sie die Mess- oder Schutzklasse anhand der Anwendung und der geltenden Norm aus.<\/li>\n
  7. \u00dcberpr\u00fcfen der thermischen und dynamischen Kurzschlussstromfestigkeit anhand der Fehlerstromstudie.<\/li>\n
  8. Fenstergr\u00f6\u00dfe, Leiteranordnung, Klemmen, Polarit\u00e4t und Montage best\u00e4tigen.<\/li>\n<\/ol>\n

    Wandler in Schaltanlagen- und Trafoschutz<\/h2>\n

    In KYN28A-12 Mittelspannungs-Schaltanlage<\/a>, versorgen Stromwandler (CTs) die Einspeisemess- und Schutzfunktionen rund um den Kabel- oder Schienenweg. H\u00f6here Spannungsbaugruppen wie KYN61-40,5-Schaltanlage<\/a> Erfordern Sie eine Stromwandlerisolierung und -abmessungen, die der Spannungsklasse entsprechen.<\/p>\n

    Der Differentialschutz von Leistungstransformatoren vergleicht die Str\u00f6me auf jeder Seite nach Ber\u00fccksichtigung des \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltstnisses und der Phasenverschiebung der Schaltgruppe. Wandler\u00fcbersetzung, -polarit\u00e4t, -s\u00e4ttigung und Relaiseinstellung m\u00fcssen aufeinander abgestimmt sein. F\u00fcr ein Projekt mit einem 35-kV-\u00d6lleistungs-Transformator<\/a>, the transformer data and fault study should be supplied with the switchgear CT schedule. For a separate distribution-transformer example and its single-phase ratings, see the single-phase transformer fundamentals guide<\/a>. For residual-current sensing and relay matching, see the core balance CT selection guide<\/a>.<\/p>\n

    Installations- und Test-Checkliste<\/h2>\n