PMK LILCO Series User manual

LILCO®SERIES
Precision Wide-Band AC Current Transformers
Bedienungsanleitung | Instruction Manual
Probing Solutions.
Made in Germany.
DE | EN
Präzise Breitbandige AC-Stromwandler

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LILCO®Serie
DE Garantie
PMK gewährt eine Garantie für die Dauer von 2 Jahren nach Versand für dieses Produkt für nor-
malen Gebrauch und Betrieb innerhalb der Spezikationen. Jedes defekte Produkt wird repariert
oder ersetzt, wenn es nicht durch Nachlässigkeit, Fehlanwendung, unsachgemäße Installation,
Unfall, nicht autorisierte Reparatur oder Änderung durch den Kunden beschädigt wurde. Diese
Garantie bezieht sich nur auf Defekte des Materials und der Verarbeitung. PMK lehnt alle gesetz-
lichen Gewährleistungen ab und gewährt auch keine Garantie für eine Eignung des Produktes
zu einem bestimmten Verwendungszweck. PMK ist nicht haftbar für irgendwelche indirekten,
speziellen, beiläugen oder Folgeschäden (einschließlich Gewinnverluste, Verlust des Geschäfts,
Datenverlust, einer Unterbrechung des Geschäftsbetriebs oder dergleichen), selbst wenn die PMK
über die Möglichkeit solcher Beschädigungen benachrichtigt worden ist, die aus einem Defekt
oder Fehler dieser Bedienungsanleitung oder des Produktes entstehen können.
Ihre Hilfe und Bemühungen sind notwendig, unsere Umwelt zu schützen und sauber zu halten.
Senden Sie deshalb dieses elektronische Produkt, wenn es nicht mehr verwendet wird, entweder
an unsere Serviceabteilung zurück oder tragen Sie selbst Sorge für die separate Sammlung und
professionelle Entsorgung von Elektronikschrott. Elektronische Produkte bitte nicht in den Haus-
müll geben.
EG Richtlinien:
WEEE Richtlinie 2012/19/EU -über Elektro- und Elektronik-Altgeräte
RoHS Richtlinie 2011/65/EU -zur Beschränkung der Verwendung bestimmter
gefährlicher Sto󰀨e in Elektro- und Elektronikgeräten
Dieses elektronische Produkt ist innerhalb der WEEE/RoHS Kategorieliste als Über-
wachungs- und Kontrollgerät eingestuft (Kategorie 9) und entspricht den folgenden
EG-Richtlinien:
WEEE/ RoHS Richtlinie
Hersteller
PMK Mess- und Kommunikationstechnik GmbH
Königsteiner Str. 98
65812 Bad Soden, Germany
Tel: [phone] - 930
Fax: [phone] - 939
Copyright ®2022 PMK - Alle Rechte vorbehalten.
Internet: www.pmk.de
E-Mail: [e-mail]

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LILCO®Serie
DE
Verwenden Sie nur einwandfreies Messzubehör.
Halten Sie sich fern von gefährlichen Stromkreisen.
Verwenden Sie ausschließlich geerdete Messgeräte.
Verwenden Sie das Produkt nicht in explosiver Umgebung.
Sicherheitsrichtlinien
Beachten Sie die Bemessungsdaten vom Stromwandler und dessen Zubehör.
Verwenden Sie diese Produkte nur in geschlossenen Räumen.
Verwenden Sie zur Messung des Stromusses IPRI nur isolierte Kabel.
Lesen Sie vor der ersten Benutzung den Abschnitt "Erste Schritte".
Personen- , Brand- und Produktbeschädigungen vorbeugen.
Um Personenschäden zu vermeiden und Brand oder Beschädigung dieses Produktes
und der angeschlossenen Produkte vorzubeugen, lesen und befolgen Sie die nach-
stehenden Sicherheitsmaßnahmen. Beachten Sie, dass bei unsachgemäßer Verwen-
dung die Schutzfunktionen, die dieses Produkt bietet, beeinträchtigt werden. Dieses
Messzubehör darf nur von fachlich qualiziertem Personal verwendet werden.

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LILCO®Serie
DE
Mit Bandbreiten von mHz bis >60 MHz und Eingangsströmen von mA bis 25 kA ermöglicht die
Stromwandler-Serie LILCO®von PMK präzise Wechselstrommessungen mit hoher Bandbreite,
die für eine Vielzahl von Messanwendungen erforderlich sind. Die Stromwandler sind in der
Lage, große gepulste oder kontinuierliche Eingangsströme genau zu messen, während der Ein-
uss elektromagnetischer Felder auf den Ausgang durch eine elektrische Abschirmung zwischen
Eingang und Ausgang reduziert wird.
Die galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang ermöglicht den Einsatz der LILCO®-
Serie in Messaufbauten mit großen Potentialdi󰀨erenzen oder wenn unerwünschte Ströme zwi-
schen Eingang und Ausgang auftreten, wie z.B. bei Masseschleifen, den sogenannten "Ground
Loops".
Der BNC-Ausgang der LILCO® Stromwandler ermöglicht den einfachen Anschluss an eine Vielzahl
von Messgeräten wie Oszilloskope, Digitizer, Netzwerkanalysatoren, Spektrumanalysatoren, Leis-
tungsanalysatoren, Multimetern uvm, mit einem Standard 50Ω Koaxialkabel.
Eine verbesserte Leistungsfähigkeit im unteren Frequenzbereich (LF) und eine erhöhte I·t-Fähig-
keit sowie ein verringertes Ausgangssignal können durch eine Änderung der verwendeten Ein-
gangsterminierung eines Messgeräts erreicht werden. Das LILCO®-Dämpfungsglied ATT10BNCS
wird verwendet, um die Spezikationen noch weiter zu verbessern wobei gleichzeitig die Leis-
tungsfähigkeit im oberen Frequenzbereich (HF) des Stromwandlers erhalten bleibt.
Messprinzip
Das Messprinzip ist das gleiche wie bei Leistungswandlern (Transformatoren). Der Stromwandler
hat eine Primär- und eine Sekundärwicklung. Ein in der Primärwicklung ießender Wechselstrom
IPRI induziert einen Wechselstrom in die Sekundärwicklung ISEC. Der Strom der Sekundärwicklung
ießt durch den internen 50Ω-Widerstand RINTERNAL und erzeugt eine Ausgangsspannung VOUT (Ab-
bildung 1). Dieser Bürdenwiderstand, RINTERNAL parallel zur BNC-Ausgangsterminierung, legt zu-
sammen mit der Induktivität der Sekundärwicklung LSEC die LSEC/RBURDEN-Zeitkonstante fest und be-
stimmt somit die untere Grenzfrequenz.
Über LILCO®Stromwandler
Abbildung 1 - Vereinfachte Darstellung

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LILCO®Serie
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1) Inbetriebnahme
Der Leiter mit dem zu messenden Strom IPRI wird für die Messung durch das innere Loch des
Stromwandlers geführt (Abbildung 2, INPUT Monitor Current).
Tipp! Die Eingangsleitung (Abbildung 2, INPUT) sollte so kurz wie möglich sein, um die
Einfügungsimpedanz zu verringern, die durch das Hinzufügen dieser Stromschleife in den
zu prüfenden Stromkreis entsteht.
Die Stromwandler der LILCO®-Serie von PMK haben eine Ausgangsimpedanz von 50Ω und werden
für die Messungen typischerweise über ein 50Ω-Koaxialkabel an ein Messgerät angeschlossen.
Der BNC-Ausgang kann entweder an ein Messgerät mit hochohmigem Eingang wie den 1 MΩ-
Eingang eines Oszilloskops oder an ein 50Ω-Messgerät angeschlossen werden.
Tipp! Wenn die elektrische Länge des koaxialen Verbindungskabels größer ist als
etwa 1/10 der Wellenlänge des schnellsten zu betrachtenden Signals führt eine 50Ω-
Eingangsterminierung am Messgerät zu einer verbesserten Signaltreue.
2) Anschluss
Die Eingangsterminierung des Messgeräts wirkt sich nicht nur auf die Leistungsfähigkeit im unte-
ren Frequenzbereich, sondern auch auf die Empndlichkeit [V/A] und den Droop (niederfrequente
Bandbreite) des Stromwandlers aus. Die Empndlichkeit wird durch die Parallelschaltung der inter-
nen 50Ω des Stromwandlers RINTERNAL und der Eingangsimpedanz des Messgeräts bestimmt. Das
Ändern der Eingangsterminierung des Messgeräts von 1MΩ auf 50Ω verringert die Empndlichkeit
[V/A] um den Faktor zwei (die Hälfte der Spannung an VOUT). Gleichzeitig verringern sich auch die
untere Grenzfrequenz (LF 3 dB BW) und der Droop um den Faktor zwei, was die Leistungsfähigkeit
der Stromwandler zur Erfassung von Signalen mit niedrigeren Frequenzen deutlich verbessert.
Tipp! Verbessern Sie die elektrischen Spezikationen einfach durch Änderung der Ein-
gangsterminierung Ihres Messgeräts, siehe Abschnitt "So verbessern Sie die Leistungs-
fähigkeit der LILCO®-Serie" in diesem Handbuch.
Das optionale Dämpfungsglied ATT10BNCS wird verwendet um ebenfalls die untere Grenzfrequenz
zu senken, den Fehler durch Droop zu verringern, die I·t-Fähigkeit zu erhöhen und die Ausgangs-
empndlichkeit der Stromwandler der PMK LILCO®-Serie zu verringern. Dies ermöglicht präzisere
Messungen niederfrequenter Signale, wobei die Hochfrequenzeigenschaften des Stromwandlers er-
halten bleiben.
Abbildung 2 - Standard-Anschluss an den zu prüfenden Stromkreis
Siehe Auswahltabelle für BNC-Ausgangsanschlüsse
Erste Schritte
Der Primärleiter INPUT muss eine für den anliegenden Spannungspegel ausreichende
Isolierung aufweisen.

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LILCO®Serie
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●Ausgangsempfindlichkeit [V/A] Die Abhängigkeit von Eingangsstrom IPRI und der resul-
tierenden Ausgangsspannung VOUT, die über dem Ausgangsabschlusswiderstand RINTERNAL
parallel zur BNC-Ausgangsterminierung (RBURDEN) des Stromwandlers abfällt. Eine Verrin-
gerung der Ausgangsterminierung (Eingangsterminierung des Messgeräts) verringert die
Ausgangsempfindlichkeit. Die Toleranz des Widerstandswerts der Terminierung und die
Übertragungsverluste im Verbindungskabel haben einen Einfluss auf die Genauigkeit der
Ausgangsempfindlichkeit. (Siehe Abbildung 1 und den Abschnitt zur Erweiterung der Leis-
tungsfähigkeit in diesem Handbuch.)
●Maximaler Spitzenstrom IPEAK [A] Maximaler Eingangsspitzenstrom IPRI, der begrenzt wird
durch die Durchbruchspannung der Sekundärwicklung den Ausgangs-BNC des Strom-
wandlers oder aber durch einen induzierten Sekundärstrom ISEC, der die Nennleistung des
Ausgangsabschlusswiderstands RINTERNAL im Stromwandlers übersteigt.
Bei der Auswahl der BNC-Ausgangsterminierung ist darauf zu achten, dass die maximal
zulässige Spannung oder Leistung des Messgeräte-Eingangs nicht überschritten wird
(max. Eingangsspannung 100 V am Dämpfungsglied-Eingang!)
●DC-Sättigungsstrom ISAT [A] Der Magnetkern kann durch die Gleichstromkomponente
des Eingangssignals IPRI gesättigt werden, was zu einer Verschlechterung der Leistungs-
fähigkeit des Stromwandlers bei niedrigen Frequenzen führt.
Der DC-Sättigungsstrom ist definiert als der Gleichstrompegel, der dem Eingangssignal
überlagert wird, um die untere Grenzfrequenz (-3 dB) um den Faktor 2 zu erhöhen, wo-
durch sich auch der Droop-Faktor um den Faktor 2 erhöht (siehe Droop für weitere Infor-
mationen).
Durch den Anschluss des Dämpfungsglieds ATT10BNCS an den Ausgang eines LILCO®Strom-
wandlers wird der Ausgangswiderstand RINTERNAL um den Faktor 10 reduziert. Dieses führt zu einer
Die Messgeräte-Eingangsterminierung muss bei Verwendung des ATT10BNCS auf 1MΩ (>50kΩ)
eingestellt sein, da sonst die Ausgangsempndlichkeit um den Faktor 20 reduziert wird.
Der magnetische Kern kann durch die DC-Komponente des Eingangsstroms IPRI gesättigt werden,
wodurch sich die Leistungfähigkeit des Stromwandlers bei niedrigen Frequenzen verschlechtert.
Der DC-Eingangsstrom der erforderlich ist um die untere Grenzfrequenz (-3 dB) um den Faktor
2 und den Droop-Faktor um ~2 zu erhöhen ist der DC-Sättigungsstrom ISAT (siehe Denition der
Spezikationen für weitere Informationen).
Die Stromwandler der PMK LILCO®-Serie können vorübergehend oder dauerhaft in Messaufbauten
integriert werden.
•Verringerung der unteren Grenzfrequnz (LF 3 dB BW) um Faktor 10
• Verringerung des Droop um Faktor 10
• Verbesserte I·t Fähigkeit des Stromwandlers
• Abschwächung der Ausgangsempfindlichkeit um Faktor 10
●Bandbreite / Grenzfrequenzen
3) Definition der Spezifikationen
●Bandbreite LF (-3 dB) [Hz] Die untere -3 dB-Grenzfrequenz des Stromwandlers wird
durch die Zeitkonstante aus der Sekundärinduktivität LSEC über dem Ausgangsab-
schlusswiderstand RBURDEN, also LSEC/RBURDEN, festgelegt.

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LILCO®Serie
DE
●Bandbreite HF (-3 dB) [Hz] Die obere -3 dB-Grenzfrequenz des Stromwandlers wird
durch die Streuinduktivität und die Kapazität der Sekundärwicklung des Stromwand-
lers begrenzt. Die Wirkung dieser parasitären Komponenten variiert je nach Modell.
●Droop [%] Der Droop, auch Neigung genannt, ist proportional zur unteren Grenzfrequenz
des Stromwandlers. Der Droop-Faktor erhöht sich auch, wenn der Eingangsstrom eine DC-
Komponente aufweist. Der DC-Sättigungsstrom ISAT ist der Gleichstrom, der erforderlich ist,
um den Droop-Faktor um ~2 zu erhöhen.
Die Kurvenform eines jeden AC-Stromwandlers weist eine gewisse Abweichung vom idea-
len Rechteckverlauf auf. Dies wird durch die Induktivität des Stromwandlers verursacht,
die die Quellenimpedanz belastet und einen exponentiellen L/R-Abfall verursacht. Bei
kurzen Pulsbreiten sieht der Kurvenverlauf nahezu flach aus. Der Droop kann anhand der
folgenden Gleichung berechnet werden:
Droop [%] = 200π T fLF
wobei:
T=Impulsdauer [s]
fLF=untere Grenzfrequenz [Hz] = Bandbreite LF (-3dB) aus der Spezifikationstabelle
Wenn die Ausgangsterminierung verringert wird, verringert sich auch die untere
Grenzfrequenz.

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LILCO®Serie
DE
●Anstiegszeit Die minimale Zeit für den Anstieg der Stromwandlerausgangsspannung von
10 % auf 90 % des eingeschwungenen (Mess-)wertes, wenn ein kleiner di/dt-Puls an den
Eingang angelegt wird. Wenn die Anstiegszeit des Eingangsstromsignals kleiner ist als die
Spezifikation der Anstiegszeit des Stromwandlers kann es zu Überschwingen und "Klin-
geln" des gemessenen Signals kommen.
●Maximales I·t ohne DC-Bias [As] - Dies ist die gängige Standardspezifikation, also ohne
einen an den Stromwandler angelegten DC-Biasstrom. Das Produkt aus Strom multipliziert
mit Pulsbreite sollte diesen maximalen I·t-Grenzwert ohne DC-Bias nicht überschreiten, da
sonst der Kern des Stromwandlers in die Sättigung geht und eine verzerrte Ausgangssignal-
form verursacht. Der Strom darf den maximalen Spitzenstrom nicht überschreiten. Wenn
der Kern in Sättigung geht werden die niederfrequenten Eigenschaften beeinträchtigt und
das Ausgangssignal des Stromwandlers fällt rapide ab. Wenn mehrere Windungen durch
den Stromwandler gewickelt sind sollte der maximale Strom mal der Anzahl der gewickelten
Windungen diesen Wert nicht überschreiten.
●Maximales I·t mit DC-Bias [As]
Tipp! Das Anlegen eines DC-Biassignals (ungefähr gleich dem DC-Sättigungsstrom
ISAT) mit der entgegengesetzten Polarität des gemessenen Pulssignals führt zu einer
Verbesserung des I-t-Produkts des Stromwandlers um einen Faktor von ~2.
Diese Verbesserung kann mit einem separaten Leiter für den DC-Biasstrom erreicht wer-
den, der durch die Stromwandleröffnung geführt wird. Es können mehrere Wicklungen
auf der Primärseite verwendet werden um die benötigten äquivalenten "Ampere x Win-
dungen" zu erreichen. Sobald das DC-Biassignal angelegt wird, sollte das Produkt aus
Strom multipliziert mit der Pulsbreite den Grenzwert für das Maximale I·t mit DC-Bias nicht
überschreiten, da sonst der Kern des Stromwandlers in Sättigung gerät und ein verzerrtes
Ausgangssignal verursacht. Der Strom darf auch hier den maximalen Spitzenstrom nicht
überschreiten. Wenn der Kern in Sättigung geht werden die Niederfrequenzeigenschaften
beeinträchtigt und das Ausgangssignal des Stromwandlers fällt rapide ab. Werden mehrere
Windungen durch den Stromwandler gewickelt, darf der maximale Strom multipliziert mit
der Anzahl der gewickelten Windungen diesen Wert ebenfalls nicht überschreiten.

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LILCO®Serie
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●Maximaler Effektivstrom IRMS [A] - Der maximale Effektivstrom IRMS der als Primärstrom IPRI
angelegt werden kann bevor Erwärmungseffekte die Langzeitstabilität des Stromwandlers be-
einträchtigen. Eine kurzzeitige Überschreitung dieses Wertes kann zu einem vorübergehen-
den Verlust der Messgenauigkeit führen. Eine extreme oder anhaltende Überlastung kann zu
einer dauerhaften Beschädigung des Stromwandlers führen.
●IPEAK/f [A/Hz] - Das maximale Verhältnis von sinusförmigem Spitzenstrom IPEAK zur Frequenz f
das ohne Verzerrung des Messsignals verarbeitet werden kann. Es ist das sinusförmige Äqui-
valent der I·t-Begrenzung für Rechtecksignale und wird durch die Kernsättigung begrenzt.
Die Stromwandler der PMK LILCO®-Serie enthalten in ihren Modelltypen die folgenden Informationen:
Modell-Nomenklatur

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LILCO®Serie
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Models
Hole
Size
(Dia-
meter)
Output
Sensi-
tivity1
Time Domain Frequency Domain
Max.
Peak
Cur-
rent
DC
Satu-
ration
Cur-
rent2
Max.
Droop
Rise
Time
(10% -
90%)
Max.
I·t with
DC
Bias
Max. I·t
with
NO DC
Bias
Max.
RMS
Current
Band-
width
Low-
Freq
(-3dB)
Band-
width
High-
Freq
(-3dB)
Ipeak/f
[mm]
(in.)
[V/A] Ipeak
[A]
Isat
[A]
[%/
ms]
[ns] [A·s] [A·s] Irms
[A]
LF
[Hz]
HF
[MHz]
[A/Hz]
13E1000 13 (0.512) 1500 22 880 74.5 2.5 71400 60 0.016
13G1000 13 (0.512) 1500 382 7747130 60 0.03
13W1000 13 (0.512) 1500 0.25 19 774730 60 0.02
13E0500 13 (0.512) 0.5 1000 22 225 10 18 10 14 360 40 0.062
13G0500 13 (0.512) 0.5 1000 322 10 30 15 14 35 40 0.12
13W0500 13 (0.512) 0.5 1000 0.25 3.15 10 13 714 540 0.04
13E0200 13 (0.512) 0.2 2500 22 38 14 110 60 33 60 30 0.38
13G0200 13 (0.512) 0.2 2500 36.3 14 200 100 33 10 30 0.7
13W0200 13 (0.512) 0.2 2500 0.25 0.63 14 70 40 33 130 0.25
13E0100 13 (0.512) 0.1 5000 22 10 16 400 220 60 16 25 1.4
13G0100 13 (0.512) 0.1 5000 3 1 16 700 400 60 1.6 25 2.5
13W0100 13 (0.512) 0.1 5000 0.25 0.19 16 540 300 60 0.3 25 2
13E0050 13 (0.512) 0.05 10000 22 3.3 40 1200 660 100 5.3 10 4.1
13G0050 13 (0.512) 0.05 10000 30.315 40 2200 1200 100 0.5 10 8
13W0050 13 (0.512) 0.05 10000 0.25 0.063 40 2200 1200 100 0.1 10 3
58M1000 58 (2.291) 1500 225 14 18 10 12 40 30 0.06
58M0500 58 (2.291) 0.5 1000 29.4 20 70 40 20 15 20 0.2
58E0200 58 (2.291) 0.2 2500 55 25 20 360 200 50 40 20 1
58M0200 58 (2.291) 0.2 2500 22.5 20 360 200 50 420 1
58E0100 58 (2.291) 0.1 5000 55 6.3 40 1800 1000 100 10 10 6
58EH100 58 (2.291) 0.1 2500 55 12.6 20 700 400 100 20 20 2
58M0100 58 (2.291) 0.1 5000 20.315 40 1800 1000 100 0.5 10 6
58MH100 58 (2.291) 0.1 2500 20.63 20 700 400 100 120 2
58E0050 58 (2.291) 0.05 10000 55 1.57 80 6000 3400 200 2.5 520
58M0050 58 (2.291) 0.05 10000 20.095 80 6000 3400 200 0.15 520
58E0020 58 (2.291) 0.02 20000 55 0.5 200 20000 12000 500 0.8 270
58M0020 58 (2.291) 0.02 20000 20.038 200 20000 12000 500 0.06 270
58EH010 58 (2.291) 0.01 25000 55 0.315 80 24000 13000 400 0.5 585
58MH010 58 (2.291) 0.01 25000 20.025 80 24000 13000 400 0.04 585
89M0100 89 (3.504) 0.1 5000 50.315 40 2600 1400 100 0.5 10 9
Dieses Produkt wird mit 2 Jahren Garantie geliefert.
Spezifikationen
Eine verbesserte Leistungsfähigkeit bei niedrigen Frequenzen, erhöhte I·t-Fähigkeit und kleinere
untere Grenzfrequenz erzielen Sie, indem Sie die Eingangsterminierung Ihres Messgeräts än-
dern, siehe Abschnitt "So verbessern Sie die Leistungsfähigkeit der LILCO®-Serie".
Elektrische Spezifikationen für 1 MΩ-Terminierung
1. BNC-Ausgang mit einem Abschlusswiderstand von >50 kΩ, siehe Tabelle Änderung der Spezikationen in diesem
Handbuch. Garantiert ±2 %*
2. Der Gleichstrompegel, der an das Eingangssignal angelegt wird, wenn der Transformatorkern beginnt in Sättigung
zu gehen und die LF 3 dB um den Faktor zwei größer wird. (Droop-Faktor hat sich verdoppelt)
*Über Nenn-Klimabedingungen, für reduzierte Bandbreite 10·LF (-3 dB) bis 1/10·HF (-3 dB).
Spezikationen, die nicht als garantiert gekennzeichnet sind, sind typisch.