[发明专利]电流传感器布置

说明书

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：第一平面测量线圈，具有设置于第 一平面内的第一绕组；第二平面测量线圈，具有设置于第二平面内的第二 绕组；以及无绕组连接段，用于将所述第一平面测量线圈电连接于所述第 二平面测量线圈。

所述测量电感器的各测量线圈例如在空间中相互分隔，并形成由所述 无绕组连接段桥接的间隙。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，所述无绕组段将所述第一平面测量线圈和第二平 面测量线圈以串联方式电连接，从而实现一种复合式测量电感器。

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。

根据一种实施方式，所述第一测量线圈和第二测量线圈可设置于电流 导线两侧。如此，所述电流导线并不由所述测量电感器环绕，而是例如在 与设于其两侧的所述平面测量线圈相同的平面内延伸。

根据一种实施方式，所述电流传感器布置包括一连接端，该连接端具 有连接于所述第一平面测量线圈的第一测量连接线，以及通过第二无绕组 连接段电连接于所述第二平面测量线圈的第二测量连接线。如此，所述第 二无绕组连接段即实现所述平面测量线圈间距的桥接。

根据一种实施方式，所述电流导线可设置于相应的无绕组连接段的上 方或下方。如此，所述各无绕组连接段的长度至少对应所述电流导线的宽 度。

根据一种实施方式，所述第一平面和第二平面平行设置(即彼此不相 交)，或位于同一平面内，或相互之间形成预定角度，例如10°、30°、45° 或90°。

根据一种实施方式，所述测量电感器设置于电路板上或电路板内，所 述第一绕组、第二绕组以及各无绕组连接段由带状线形成，尤其由印制带 状线形成，从而可有利地实现一种电路板测量布置。

根据一种实施方式，所述第一平面测量线圈和第二平面测量线圈具有 不同特性，尤其具有不同电感值、不同线圈匝数或不同线圈直径。如此， 可有利降低入射干扰磁场的效应，从而极其有利于多相导体系统中的电流 测量。