Spannungswandler

Ein Spannungswandler ist ein Messwandler, welcher zum potentialfreien Messen von Wechselspannungen dient.

Einsatz

Die wesentliche Aufgabe eines Spannungswandlers ist die Messung einer Spannung, welche im Netzbetrieb mit einer durch die Genauigkeitsklasse definierten Genauigkeit gemessen wird. Die zu messende hohe Spannung auf Netzseite wird auf meist genormte geringe Spannungswerte, in der Regel 100 V, proportional transformiert. Dies dient im Wesentlichen dazu, elektrische Schutzgeräte und Steuerungseinrichtungen, welche für die Netzspannung nicht ausgelegt sind, mit einem Eingangssignal zu bedienen. Aufgrund des grundsätzlichen einphasigen Aufbaus eines Spannungswandlers werden für die Auslegung eines Drehstromsystems dementsprechend drei Wandler benötigt. Hauptsächlich liegt der Einsatzbereich von Spannungswandlern im Bereich der elektrischen Energieverteilung in Umspannwerken und Kraftwerken. Neben separaten Spannungswandlern und Stromwandlern gibt es auch kombinierte Ausführungen, welche die Strommessung und Spannungsmessung in einem Gehäuse zusammenfassen und einen kompakten Anlagenaufbau erlauben.

Arten von Spannungswandlern

Bei Spannungswandlern wird zwischen induktiven Spannungswandlern und kapazitiven Spannungswandlern unterschieden. In Europa kommen hauptsächlich induktive Spannungswandler zum Einsatz. Induktive Spannungswandler sind wie einphasige Transformatoren mit zwei oder drei Wicklungen aufgebaut. Die Primärwicklung ist mit der zu messenden Spannung elektrisch verbunden, während die Sekundärwicklung galvanisch getrennt zu dem angeschlossenen Geräten führt. Kapazitive Spannungswandler werden meist im Bereich der Höchstspannung und Hochspannung eingesetzt. Grund hierfür sind die verminderten Kosten, da ansonsten die Primärseite eine hohe Anzahl an Wicklungen erfordert. Ein kapazitiver Spannungsteiler ergibt sich aus einem Stapel von in Reihe geschalteten Kondensatoren, welcher somit im unteren Bereich einen kapazitiven Spannungsteiler darstellt.

Betriebliche Kennzeichen

Wesentliche Kennzahlen eines Spannungswandlers sind die Bemessungsspannung, welche auf der Primärseite des Wandlers anliegt, sowie die Bemessungsleistung. Hierfür sind entsprechend bei ohmscher oder induktiver Belastung mit einem vorgegebenen Leistungsfaktor genormte Werte gegeben.

Englische Übersetzung(en):

voltage transformer, voltage converter