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Strommesszangen

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Strommesszangen als Werkzeuge elektrischer Messtechnik im Wechsel– und Gleichstrombereich dienen der Überwachung von Stromkreisen. So lassen sich Stromspannung und -stärke ohne Unterbrechung des Kreises messen: Die Zange umschließt die Leitung, wonach Messwerte fast sofort besonders genau fest stehen. Umgibt die Zange zugleich Leiter– und Rückleiter, misst sie hingegen Leckströme. Insgesamt lassen sich mit Stromzangen insbesondere Fehler in Stromkreisen orten, die zu unterbrechungsfreien Anlagen beitragen.

Zangenstrommesser messen elektrische Stromstärke indirekt anhand des induzierten Magnetfeldes. So entfällt das Auftrennen von Leitungen wie bei direkten Messungen, die Strommesser in Leitungen einschalten. Im Prinzip umfasst beim Zangenmesser ein Eisenkern in den Zangenschenkeln die elektrischen Leiter bzw. Stromschienen. Diese potenzialfreie Messung ohne Leiterberührung entführt dem Verbraucher des Stromkreises nahezu keine Energie.

Wechselstrom: Transformatorprinzip für Stromzangen

Wechselstrom-Zangenmesser nutzen das Prinzip des Transformators: Die Zange fungiert als magnetischer Mess– bzw. Stromwandler. Dabei bilden die Zangenschenkel den Kern des Transformators, der angemessene Leiter die primäre Wicklung und die Spule im messenden Gerät die sekundäre Wicklung: Der Leiterstrom magnetisiert die Schenkel und induziert damit einen Sekundärstrom, proportional zum Primärstrom. Die ausgehende Leistung der sekundären Spule betreibt das entsprechend skalierte Messgerät, etwa eines mit Dreheisen. Dieses Messwerk bewegt sich also mit Energie aus dem angemessenen Stromkreis.

Gleichstrom: Hallsensorik in Strommesszangen

Gleichstrom lässt sich mit Hallsensoren bzw. magnetoresistiven Widerständen messen, die auf statische Magnetfelder reagieren. Diese Sensoren befinden sich dazu in einem mit Luft gefüllten Spalt des Zangenkreises. Dort entstehen schwachen Messsignale, die eine Elektronik verstärkt. Dazu versorgen Batterien bzw. Netzgeräte die Messgeräte, welche sich auch im Fall der Messungen von Wechselströmen eignen.

Alternative: Kompensationswicklung

Strom lässt sich in einer Kompensationswicklung so regeln, dass der magnetische Fluss im Kern gegen Null geht. Der dazu erforderliche Kompensationsstrom lässt sich messen und untersetzt sich im Windungsverhältnis. Dabei verfälschen obendrein mögliche Nichtlinearitäten von Kern oder Hallsensor die Messungen kaum. Regelung und kompensierender Strom erfordern allerdings eigene Energie.

Ausnahme: große Ströme

Selten findet sich heute noch ein Dreheisenmesswerk für Gleich– wie Wechselströme. Die Zange trägt das Magnetfeld, dessen Kraft das Dreheisen auf einer Skala bewegt, je eine für Wechsel– bzw. Gleichstrom. Die unverstärkten Kräfte erfordern also recht hohe Ströme, was ohne Elektronik zu entsprechend großer Ungenauigkeit der Messungen führt. Je Messbereich eignet sich ein anderes Messwerk, das sich in den Zangenkreis stecken lässt.




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