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Currenttrafo

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Um hohe Kurzschlußströme zu erzeugen habe ich mal einen "Currenttrafo" ausprobiert um die Ströme zu erhöhen. Als Ausgangsbasis habe ich meinen 38 V Trafo verwendet der über 100 A Kurzschlußstrom schafft.

Für den Currenttrafo habe ich primär 5 Windungen und sekundär 2 Windungen 50 mm2 Schweißkabel auf einen UI Kern mit 25 cm2 Querschnitt gewickelt. Das Windungsverhältnis ist 5 : 2.

Den Strom habe ich einmal mit meinem Zangenamperemeter und mit dem 400 A Shunt gemessen. Den 38 V Trafo habe ich mit meinem Regeltrafo angesteuert. Einmal bis 200 A um das Zangenamperemeter nicht zu überlasten und einmal bis 20 A Primärstrom für den 38 V Trafo.

Parameter Messung 1 Messung 2
Primärspannung 38 V Trafo 71 V 115 V
Primärstrom 38 V Trafo 12,4 A 20,0 A
Primärstrom Currenttrafo 72,2 A 117,0 A
Sekundärstrom Currenttrafo 200 A 307 A

Um noch höhere Kurzschlußströme zu erzeugen habe ich den Currenttrafo neu bewickelt. Diesmal primär mit 15 Windungen 50 mm2 Schweißkabel und sekundär mit zwei Windungen 120 mm2 Erdungskabel. Das Windungsverhältnis ist jetzt 15 : 2. Zur Strommessung wurden zwei 400 A Shunts parallel geschaltet.
Bei der dritten Messung wurde beim 38 V Trafo ein Primärstrom von 20 A eingestellt, bei der vierten Messung 25 A. Um den Regeltrafo nicht zu überlasten wurde auf höhere Ströme verzichtet.

Parameter Messung 3 Messung 4
Primärspannung 38 V Trafo 148 V 182 V
Primärstrom 38 V Trafo 20,0 A 25,0 A
Primärstrom Currenttrafo 121 A 142 A
Sekundärstrom Currenttrafo 1093 A 1293 A

Bei Messung 3 wurde am Shuntwiderstand eine Spannung von 82 mV gemessen, bei Messung 4 waren es 97 mV. Durch die geringe Auflösung des Voltmeters von 1 mV beträgt der Fehler der Strommessung mindestens ± 13,3 A. Bei Messung 4 genehmigt sich der Trafo eine Scheinleistung von 4,55 kVA.
Bei über 1000 A wird auch das 120 mm2 Kabel schnell handwarm.

Um die Eigenschaften dieser Schaltung zu untersuchen wurden mit dem Regeltrafo verschiedene Spannungen angelegt.

Strom am 38 V Trafo

Strom am Currenttrafo

Die Ströme steigen mit der Spannung linear an.

Die Leerlaufspannung des Currenttrafos bricht relativ schnell ein. Mit seinen Windungszahlen ist der Currenttrafo sicher alles andere als optimal.

Zum Testen habe ich mal einen 6 mm Imbusschlüssel dazwischengeklemmt und ein Video aufgenommen.

Download Film (640*480, 3207 kB, mpeg1)

Eine Strommessung war leider mangels passender Schraube nicht möglich. Im zweiten Versuch habe ich einen 5 mm Vierkantstahl genommen. Der Abstand der Kontakte beträgt 25 cm.

Der Strom durch den Vierkantstahl betrug nur 187 A bei einer Scheinleistung von 3,5 kVA (17,7 A bei 200 V).

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