Die Sekundärseite eines Stromwandlers muss aus mehreren Gründen für Sicherheit und ordnungsgemäßen Betrieb stets kurzgeschlossen oder an eine niederohmige Last wie einen Zähler oder ein Relais angeschlossen sein:
1. Spannungsanstieg bei offener Sekundärseite:
- Gefährliche Spannung: Bleibt die Sekundärwicklung eines Stromwandlers offen, während Strom durch die Primärwicklung fließt, verhält er sich wie ein Aufwärtstransformator. Da die Primärwicklung einen hohen Strom führt und die Sekundärwicklung viele Windungen hat, kann die Spannung an der offenen Sekundärseite gefährlich hoch ansteigen.
- Isolationsdurchschlag und Sicherheitsgefahr: Die hohe induzierte Spannung kann die Spannungsfestigkeit der Isolierung überschreiten. Dies kann zu einem Isolationsdurchschlag und damit zu Stromschlaggefahr für Personen oder Schäden an Geräten führen.
2. Kernsättigung:
- Magnetische Sättigung des Kerns: Im Normalbetrieb erzeugt der Sekundärstrom ein Magnetfeld, das dem vom Primärstrom erzeugten magnetischen Fluss entgegenwirkt und den größten Teil davon aufhebt. Ist die Sekundärseite offen, fließt dort kein Strom, und der magnetische Fluss im Kern steigt stark an.
- Überhitzung des Kerns: Der übermäßige magnetische Fluss kann den Kern des Stromwandlers sättigen und zu Überhitzung sowie möglichen Schäden am Wandler führen. Dabei kann der Stromwandler dauerhaft beschädigt werden, wodurch Genauigkeit und Zuverlässigkeit sinken.
3. Genaue Messung:
- Proportionalität der Ströme: Stromwandler messen Strom anhand eines Sekundärstroms, der entsprechend dem Windungsverhältnis proportional zum Primärstrom ist. Bei offener Sekundärseite besteht diese Beziehung nicht mehr, sodass keine genaue Strommessung möglich ist.
- Ausfall des Schutzsystems: Stromwandler werden häufig mit Schutzrelais eingesetzt, um Überströme oder Fehlerzustände zu überwachen. Eine offene Sekundärseite kann die ordnungsgemäße Funktion der Schutzeinrichtungen verhindern und dadurch Anlagenausfälle oder ungeschützte Fehler verursachen.
4. Geringe Bürde an der Sekundärseite:
- Geringhalten der Bürde: Ein Stromwandler ist für den Betrieb mit einer sehr geringen Bürde (Last) an seiner Sekundärseite ausgelegt, damit die Messgenauigkeit erhalten bleibt. Ein Kurzschluss der Sekundärseite oder der Anschluss einer niederohmigen Last stellt sicher, dass der Stromwandler innerhalb seiner Auslegungswerte arbeitet und genaue Strommessungen liefert, ohne den Kern oder die Sekundärwicklungen zu überlasten.
