Hochspannung

Currenttrafo

Zum Schluß habe ich meinen Schweißtrafo an den Currenttrafo angeschlossen.

Das Windungsverhältnis des Currenttrafos habe ich bei 19 : 1 belassen. Betrieben wurde der Schweißtrafo direkt mit 400 V.

Der Streukern des Schweißtrafos war am Anfang halb hineingedreht. Von Messung zu Messung wurde er weiter herausgedreht.
Gemessen wurde der Primärstrom des Schweißtrafos (I₁), der Sekundärstrom des Schweißtrafos (I₂) und der Kurzschlußstrom des Currenttrafos (I₃).

I₁	I₂	I₃
8,5 A	55 A	920 A
10,7 A	71 A	1220 A
11,7 A	78 A	1360 A
13,9 A	94 A	1600 A
15,2 A	106 A	1720 A
16,3 A	111 A	1780 A
17,4 A	123 A	1840 A
18,0 A	128 A	1860 A

Auch mit dem Schweißtrafo konnten 2000 A nicht erreicht werden. Nach dem Typenschild kann er maximal 160 A liefern, das ist am Currenttrafo nicht möglich. Der Strom beträgt maximal 128 A.

Anschließend habe ich das Windungsverhältnis des Currenttrafos von 19 : 1 auf 15 : 1 reduziert. Die Messung der Ströme wurde bei maximal herausgedrehtem Streukern wiederholt.

Primärspannung Schweißrafo	400 V
Primärstrom Schweißrafo	20,0 A
Primärspannung Currenttrafo	16,6 V
Primärstrom Currenttrafo	137 A
Kurzschlußstrom Currenttrafo	1880 A
Leerlaufspannung Currenttrafo	0,918 V

Der Schweißtrafo nimmt dabei beachtliche 8 kVA Scheinleistung auf. Er liefert bei 16,6 V 137 A.

Zum Test habe ich verschiedene Drähte zwischen die Elektroden geklemmt. Die Drahtlänge betrug jeweils ca. 15 cm.

Kupferdraht 2,5 mm² Querschnitt

Download Film (640*480, 1705 kB, mpeg1)

Der Draht glüht auf und brennt durch. Mit Hilfe des spezifischen Widerstandes läßt sich der Widerstand des Drahtes berechnen.

Kupferdraht 0,45 mm² Querschnitt

Download Film (640*480, 1873 kB, mpeg1)

Der Draht glüht auf und brennt durch.

Eisendraht 0,1 mm² Querschnitt

Der Draht wird zwar heiß, er fängt aber nicht an zu glühen. Es fließen nur ca. 2,5 A. Mit Hilfe des spezifischen Widerstandes läßt sich der Widerstand des Drahtes berechnen.

Vierkantstahl 25 mm² Querschnitt

Wenn der Vierkantstahl kalt ist fließen etwa 420 A, bei Rotglut sinkt der Strom auf ca. 160 A.

Ein dicker Kupferdraht glüht und brennt durch, ein dünner Eisendraht wir dagegen nur warm. Dieses Verhalten ist auf den ersten Blick ungewöhnlich, es läßt sich aber leicht erklären. Aus der Leerlaufspannung und dem Kurzschlußstrom kann der Innenwiderstand berechnet werden.

Aus der Leerlaufspannung, dem Innenwiderstand und dem Widerstand des Drahtes kann der Strom berechnet werden. Die 0,05 mOhm des Shuntwiderstandes habe ich vernachlässigt.
Beim 2,5 mm² Kupferdraht sind es theoretisch 573 A, beim 0,1 mm² Eisendraht sind es dagegen nur 6,1 A. Der Widerstand des Eisendrahtes ist um ein vielfaches größer als der Innenwiderstand des Currenttrafos, bei der niedrigen Leerlaufspannung des Currenttrafos von 0,918 V ist dann kein größerer Strom möglich.

Nachtrag

Da ich nun über ein True RMS Volt- und Amperemeter verfüge habe ich damit vergleichende Messungen gemacht. Als Lastwiderstand habe ich 50 cm Vierkantstahl (25 mm² Querschnitt) genommen. Die Spannungen am 250 A Shuntwiderstand wurden nacheinander mit beiden Voltmetern gemessen. Mit dem Zangenamperemeter wurde der Strom direkt gemessen.

Meßgerät	Spannung	Strom
Voltkraft VC 820	39 mV	163 A
Benning MM 7	59 mV	246 A
Voltkraft VC 530	---	256 A

Die beiden True RMS Meßgeräte zeigen fast den gleichen Strom an. Mit dem Voltkraft VC 820 Multimeter ist der über den Shuntwiderstand gemessene Strom deutlich zu niedrig. Ursache sind sicher Verzerrungen des Netzsinus die dann nur mit einem True RMS Gerät richtig gemessen werden können.
Um die Verzerrungen zu untersuchen habe ich mein Oszilloskop an den Shuntwiderstand angeschlossen.

50 mV/div, 5 msec/div

Die Sinuskurve ist wie erwartet stark verzerrt, kein Wunder das der Meßwert mit dem Voltkraft Multimeter nicht stimmt.

Um den Kurzschlußstrom des Currenttrafos zu messen habe ich den 1200 A Shuntwiderstand eingebaut. Leider ist der Kurzschlußstrom außerhalb des Meßbereiches des Zangenamperemeters. Mit den beiden Zangenamperemetern wurden aber die Ströme des Schweißtrafos gemessen.

Primärspannung Schweißrafo	400 V
Primärstrom Schweißrafo	20,9 A
Primärstrom Currenttrafo	139 A

Meßgerät	Spannung	Strom
Voltkraft VC 820	90 mV	1800 A
Benning MM 7	94 mV	1880 A

Beide Meßgeräte zeigen fast die gleiche Spannung bzw. den gleichen Strom an. Das Oszilloskop zeigt auch praktisch keine Verzerrung der Sinuskurve. Aus der Kurve läßt sich der Spitzenwert ablesen, er beträgt 125 mV bzw. 2500 A. Bei der Messung des Kurzschlußstromes ist der Meßfehler mit dem Voltkraft Multimeter minimal.

50 mV/div, 5 msec/div

Zum Schluß habe ich noch die Leerlaufspannung des Currenttrafos gemessen.

Meßgerät	Spannung
Voltkraft VC 820	0,907 V
Benning MM 7	1,39 V

Auch hier ist der Meßfehler beträchtlich. Die Ursache zeigt wieder das Oszilloskop.

1 V/div, 5 msec/div

[zurück]

[Inhaltsverzeichnis]

[vor]