Stromwandler für Energiezähler: Auswahl, Dimensionierung und Anschluss

Sobald der Laststrom über dem liegt, was der Zähler direkt verträgt. Der EMU Professional II misst direkt bis 100 A je Phase. Darüber messen Stromwandler den Strom und bilden ihn auf 5 A oder 1 A ab, die der Zähler verarbeitet.

Der Primärleiter bildet die Primärwicklung, meist mit einer einzigen Windung durch das Fenster. Der Strom erzeugt ein Magnetfeld im Kern, das in der Sekundärwicklung einen proportional kleineren Strom induziert. Das Verhältnis der Windungszahlen bestimmt das Übersetzungsverhältnis.

Bei 250 A Primärstrom liefert der Wandler 5 A sekundär. Das Verhältnis ist linear: 125 A primär ergeben 2,5 A sekundär. Dieses Verhältnis muss im Zähler hinterlegt werden, sonst stimmen die angezeigten Werte nicht.

Der Aufsteckwandler ist ein geschlossener Ring. Er wird beim Bau der Anlage über Kabel oder Schiene geschoben, dafür muss der Leiter einmal aufgetrennt werden. Der teilbare Wandler lässt sich aufklappen und um einen bestehenden Leiter legen, also nachrüsten, ohne die Verkabelung zu lösen.

Die EMCT-Aufsteckwandler sind nach DIN EN 61869-2 klassifiziert, die teilbaren Wandler der TQ-Serie nach IEC 60044-1. Beide Normen definieren die Genauigkeitsklassen und die Bedingungen, unter denen sie gelten.

EMU empfiehlt einen Arbeitsbereich von 5 bis 120 Prozent des Nennstroms. Unter 5 Prozent wird der relative Fehler gross, über 120 Prozent verlässt der Kern den linearen Bereich. Massgebend ist der tatsächliche Laststrom, nicht die Absicherung.

Besser nicht. Die Absicherung sagt, was maximal fliessen darf, nicht was üblicherweise fliesst. Anlagen sind oft grosszügig abgesichert und laufen im Alltag bei einem Bruchteil davon. Ein nach der Sicherung gewählter Wandler misst dann dauerhaft im ungenauen unteren Bereich.

Für Abrechnung und Drittmengenabgrenzung ist Klasse 0,5 oder besser üblich. Für reines Monitoring und Lastspitzenerkennung reicht Klasse 1. Die Gesamtgenauigkeit der Messung wird durch die schwächere der beiden Komponenten Zähler und Wandler begrenzt.

Die Bürde ist die Last, die der Wandler sekundär treiben muss: Zähler, Klemmen und Messleitung zusammen, angegeben in VA. Überschreitet die tatsächliche Bürde die Nennbürde, hält der Wandler seine Genauigkeitsklasse nicht mehr ein.

Bei 5 A Sekundärstrom sind 2,5 mm² üblich, bei längeren Wegen mehr. Der Leitungswiderstand geht direkt in die Bürde ein. Bei 1 A Sekundärstrom fällt dieser Einfluss deutlich geringer aus, weil die Verluste mit dem Quadrat des Stroms steigen.

Ein Stromwandler verhält sich wie eine Stromquelle. Wird der Sekundärkreis bei fliessendem Primärstrom geöffnet, treibt der Wandler den Kern in die Sättigung und es entstehen gefährlich hohe Spannungsspitzen an S1 und S2. Das kann den Wandler zerstören und Personen gefährden.

Ein Messklemmenblock mit Kurzschlussbrücken zwischen Wandler und Zähler erlaubt es, den Sekundärkreis zu schliessen, bevor der Zähler getrennt wird. Ohne diese Klemmen muss die Anlage für jeden Zählertausch freigeschaltet werden. Der Block sollte bereits bei der Erstinstallation vorgesehen werden.

Zuerst die Kurzschlussbrücken im Messklemmenblock schliessen und den Kontakt prüfen. Danach die Leitungen zum Zähler lösen, den neuen Zähler anschliessen und das Wandlerverhältnis einstellen. Zuletzt die Brücken öffnen und die Messwerte gegen die bekannte Last plausibilisieren.

P1 und P2 kennzeichnen die Primärseite und damit die Durchsteckrichtung: P1 zeigt zur Einspeisung, P2 zur Last. S1 und S2 sind die Sekundärklemmen zum Zähler. Werden P1 und P2 oder S1 und S2 vertauscht, kehrt sich das Vorzeichen um und der Zähler zählt Bezug als Lieferung.

In vielen Installationen wird eine Seite des Sekundärkreises geerdet, um im Fehlerfall ein definiertes Potenzial zu haben. Was konkret gilt, richtet sich nach der Installationsvorschrift und dem Netzbetreiber. Diese Frage gehört vor der Montage geklärt, nicht danach.

Nach Artikel 13 Absatz 1 der Verordnung des EJPD über Messmittel für elektrische Energie und Leistung (EMmV, SR 941.251) ist die Eichgültigkeit induktiver und kapazitiver Messwandler unbegrenzt. Bei anderen Wandlertypen kann das Bundesamt bei der Zulassung im Einzelfall eine Nacheichfrist festlegen.

Ja. Die unbefristete Eichgültigkeit gilt nur für die Wandler, nicht für den Zähler: Elektronische Wirkenergiezähler sind nach Artikel 6 EMmV alle zehn Jahre nachzueichen. Das für direkt messende Zähler zulässige statistische Stichprobenverfahren nach Anhang 4 gilt ausdrücklich nur ohne vorgeschaltete Wandler.

Ja, sofern die eingesetzten Messmittel den Anforderungen des Messmittelrechts genügen und das Wandlerverhältnis korrekt hinterlegt und dokumentiert ist. Die Abgrenzung gegenüber dem Netz bleibt Sache des Verteilnetzbetreibers.