[发明专利]具有测量线圈的电流传感器布置

说明书

本发明涉及一种包括测量电感器(103)的电流传感器布置，所述测量电感器具有如下特征：第一测量线圈(105)；第二测量线圈(107)；其中所述第一测量线圈(105)和第二测量线圈(107)以串联方式电连接而且具有不同线圈特性。

技术领域

本发明涉及感应电流测量领域。

背景技术

在多相导体系统(如三相导体系统)中，需要对电流进行测量，以例如实现短路检测及对电机或加热设备等连接至多相导体系统的电气负载进行短路保护。

对于短路保护，IEC60947-4-1标准将其划分为两个分类。在第一分类中，如果接触器或半导体开关元件不会造成火灾或形成开放带电部分的危害，则允许其例如被破坏。然而，在第二分类中，下游设备需要保留其功能，因此可能需要用户干预，例如使用简单工具断开连接点。接触器等机械式开关器件常被划分至第二分类，而电机等半导体开关器件通常被划分至第一分类。

电流互感器、磁场传感器以及电流传感器均可用于多相导体系统中的电流测量。

罗氏线圈，也称罗氏电流互感器，例如可用作电流传感器。罗氏线圈由一个空心环形测量线圈构成。在测量电流时，将罗氏线圈环绕于电流导线周围。如此，当该电流导线内有电流流通时，其便可在上述测量线圈内产生电压。

然而，在多相导体系统中测量电流时，相邻电流导线内流通的电流可产生干扰磁场。该磁场可使现有罗氏线圈产生错误的电流测量结果。此外，由于其环形线圈的形式，罗氏线圈无法用于在电路板上平面布置的多相导体系统中。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种可用于多相导体系统的改进型电流传感器。

上述目的可由独立权利要求的技术特征实现。本发明优选实施方式见于附属权利要求、附图及说明书中的技术方案。

根据一个方面，本发明涉及一种包括测量电感器的电流传感器布置，其中，所述测量电感器具有如下特征：第一测量线圈以及第二测量线圈，其中所述第一测量线圈和第二测量线圈以串联方式电连接而且具有不同线圈特性。

所述测量电感器的两测量线圈例如设置为测量线圈或空间延伸测量线圈，如至少部分为环形线圈。

所述两测量线圈还可在空间内相关并共同形成例如一环形形状，从而形成一种改进型罗氏线圈。

然而，所述两测量线圈可在空间中彼此相隔并形成间隙，该间隙由所述无绕组连接段桥接。该间隙用于容纳电流待测量的电流导线。如此，该电流导线即与所述无绕组连接段相交，其中，所述无绕组连接段既可处于电流导线上方，也可位于电流导线下方。根据一种实施方式，所述测量电感器因此可被视作一种改进型罗氏线圈。

根据一种实施方式，所述第一测量线圈和第二测量线圈具有不同电感值、不同线圈匝数、不同表面面积或不同线圈直径。

根据一种实施方式，所述第一测量线圈和第二测量线圈通过无绕组段电连接。

根据一种实施方式，所述第一测量线圈为平面测量线圈且具有设置于第一平面内的绕组，所述第二测量线圈为平面测量线圈且具有设置于第二平面内的绕组。

根据一种实施方式，所述第一绕组在所述第一平面内为平面螺旋、蜗旋或曲折结构，例如为盘绕结构；所述第二绕组在所述第二平面内为平面螺旋、蜗旋或曲折结构，例如为盘绕结构。当线圈匝数增加或间距加大时，各测量线圈的空间延伸程度，尤其是磁通可穿透的表面，也随之增大。如此，便可以极其有利的方式使得各平面测量线圈具有总体有效的感应截面。

根据一种实施方式，所述第一绕组和第二绕组以相反方向制成，例如以盘绕的方式制成。如此，可重新实现罗氏线圈的工作机理。