[发明专利]电流测量系统及其组装方法

说明书

技术领域

一般地，本公开的领域涉及电流测量系统及其组装方法，且更具体地，涉及一种包括多个磁场传感器的电流测量系统。

背景技术

当前，用来保护，例如，住宅或商业环境的断路器一般检测存在过电流情形并释放操作机构以隔离断路器触头。电流可以通过在电流路径中放置分路电阻和测量跨该分路电阻的电压降而被监测。然而，在用这种方式监测电流时，分路电阻生成了不期望的热量。传感变压器(sense transformer)可以用于在电流路径中不放置分路电阻的情况下检测导体中的交流(AC)水平。固态磁场传感器，例如，霍尔效应装置或者巨磁阻(GMR)装置，可以用于在电流路径中不放置分路电阻的情况下测量流过导体的AC或者直流电流(DC)。霍尔效应装置测量磁通量以及输出与测得的磁通量的水平相对应的电压。然而，如果这种传感器暴露于来自周围环境的杂散磁场，则它们易于发生故障。霍尔效应装置不能区分由导体中的电流产生的磁场和杂散磁场。该霍尔效应装置仅仅测量磁通量的水平。

来自邻近装置的磁场产生噪声并妨碍对流过该导体的电流的准确测量。对于断路器而言，这一点当它们被用在它们紧挨着能够观察到高突入或短路电流的多个装置的应用时可能是严重的问题。虽然这些高电流通常是瞬时的，但是这些高电流产生大的磁场。例如，多相电路可以包括多个断路器，每个断路器配置成如果相位中的电流超过过电流水平则断开该相位。在该多相电路中，一个相位中过电流的出现能够生成足够的磁通量，以引起在紧邻相位中的断路器提供在该邻近相位中的过电流的出现的错误指示。

通常，距离和磁屏蔽已经用于减少为测量导体中的电流水平而放置的霍尔效应装置上的杂散磁场的效应。如果没有被屏蔽，邻近电极中的电流可引起与比该导体内的实际电流大的电流水平相对应的霍尔效应装置的输出(即，该霍尔效应装置不提供该导体内的实际电流的准确测量)。这种错误信号可能比该断路器的标称设定大，这将导致断路器的跳闸。在该导体内的实际电流低于过电流水平时，该断路器的跳闸在本文被称为妨害性跳闸。例如，磁芯可以用于聚集该导体的磁场并将该传感器从杂散磁场屏蔽。磁场屏蔽材料吸引磁通量以使之远离该传感器。进一步地，增加该传感器和杂散磁场源之间的距离减小了杂散磁场将在该传感器上具有的效应。

对于具有获得大磁场的势能的系统，可能不能提供足够的屏蔽或者距离来确保良好的信噪比(即，来自邻近装置的低噪声)。由于断路器的封闭空间，在一些断路器应用(例如，模制盒式断路器)中的尺寸约束限制了屏蔽和距离的有效性。即使在尺寸不是约束的时候，用于屏蔽的材料也增加了断路器的成本。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于测量通过导体的电流的电流测量系统。该系统包括第一传感器，配置成测量第一磁通及生成与该第一磁通成比例的第一信号。该系统还包括第二传感器，配置成测量第二磁通及提供与该第二磁通成比例的第二信号，该第二传感器比该第一传感器具有更高的对杂散磁场的灵敏性。该系统还包括与该第一传感器和该第二传感器耦合的处理器，并配置成接收该第一信号和该第二信号。该处理器进一步配置成通过比较该第一信号和该第二信号确定杂散磁场的存在。

在另一个方面，提供了一种放置在电源和负载之间的电路保护装置。至少一个导体使该电源耦合到该负载。该装置包括第一传感器，配置成测量第一磁通及提供与该第一磁通成比例的第一信号。该装置还包括第二传感器，配置成测量第二磁通及提供与该第二磁通成比例的第二信号。该第二传感器比该第一传感器具有更高的对杂散磁场的灵敏性。该装置还包括与该第一传感器和该第二传感器耦合的处理器，并配置成接收该第一信号和该第二信号。该处理器进一步配置成比较该第一信号和该第二信号以确定杂散磁场的存在。该处理器进一步配置成生成跳闸信号。该装置还包括与该处理器耦合的跳闸装置，并配置成响应于该跳闸信号断开电源和负载的连接。

在又另一方面，提供了一种用于组装放置在电源和负载之间的电路保护装置的方法。至少一个导体使该电源耦合到该负载。该方法包括提供用于测量第一磁通的第一磁场传感器，并提供用于测量第二磁通的第二磁场传感器。该第二磁场传感器比该第一磁场传感器具有更高的对杂散磁场的灵敏性。该方法还包括配置处理器以至少部分地基于该第一磁通和该第二磁通的比较来生成跳闸信号。

附图说明

图1是电流测量系统的示例性实施例的框图。

图2是包括图1中所示的电流测量系统的示例性电路保护装置的框图。

图3是图1中所示的传感装置的示例性实施例的透视图。