[发明专利]电流互感器

说明书

本发明涉及一种电流互感器(1)。电流互感器(1)包括初级导体(11)、初级导体(11)导引通过的壳体(9)、具有布置在壳体(9)中的至少一个次级线圈(21)的感应式交流电流传感器(13)和补偿电流传感器(15)，所述补偿电流传感器具有布置在壳体(9)中的、用于产生补偿磁场的补偿线圈(23)，补偿磁场对由初级导体(11)产生的初级磁场进行补偿，并且补偿电流传感器具有用于检测初级磁场与补偿磁场的和的磁力计(25)。

本发明涉及一种电流互感器(或者说换流器)和一种用于利用这种电流互感器来测量电流的方法。

本发明尤其涉及一种用于高压和中压电网的电流互感器。在交流电网中，通常使用基于变压器原理的感应式电流互感器。但是，利用这些感应式电流互感器不能检测到直流电流或混合电流中的直流电流分量。尤其需要对直流电流或直流电流分量进行检测来监视具有高压直流传输路径的电网。这种电网越来越重要，尤其是用于经由长距离低损耗地传输电能。

本发明要解决的技术问题是提供一种电流互感器和一种用于测量电流的方法，所述电流互感器和方法尤其是在检测交流电流和直流电流方面进行了改进。

根据本发明，该技术问题通过具有权利要求1的特征的电流互感器和具有权利要求15的特征的方法来解决。

本发明的有利的设计方案是从属权利要求的内容。

根据本发明的电流互感器包括：初级导体、初级导体导引通过的壳体、具有布置在壳体中的至少一个次级线圈的感应式交流电流传感器以及补偿电流传感器，该补偿电流传感器具有布置在壳体中的、用于产生补偿磁场的补偿线圈，该补偿磁场对由初级导体产生的初级磁场进行补偿，并且该补偿电流传感器具有用于检测初级磁场与补偿磁场之和的磁力计。

根据本发明的电流互感器既实现了对交流电流或混合电流中的交流电流分量的检测，也实现了对直流电流或混合电流中的直流电流分量的检测。

为了检测交流电流和混合电流的交流电流分量，电流互感器尤其具有感应式交流电流传感器，该交流电流传感器基于变压器原理：流过初级导体的交流电流或交流电流分量产生在时间上(或者说随时间)变化的初级磁场，所述初级磁场在次级线圈中感应产生次级电压和次级电流，通过该次级电压和次级电流可以检测流过初级导体的交流电流或交流电流分量。

附加地，该电流互感器具有补偿电流传感器，利用该补偿电流传感器尤其可以检测直流电流和混合电流的直流电流分量：流过初级导体的初级电流在初级导体的周围环境中产生初级磁场；在补偿线圈中调节补偿电流，该补偿电流产生补偿磁力计位置处的初级磁场的补偿磁场，并且通过磁力计检测初级电流。

因此，根据本发明的电流互感器可以尤其有利地用于监测具有直流电流和交流电流或混合电流的电网，否则在所述电网中必须使用单独的直流电流互感器和交流电流互感器。在此，将补偿电流传感器的补偿线圈安装在与感应式交流电流传感器的至少一个次级线圈相同的壳体中，从而针对根据本发明的电流互感器的结构可以使用一种壳体结构形式，这种壳体结构形式从常规的感应式交流电流互感器中已知并且在那里得到了证明。根据本发明的电流互感器可以单独实施，或者可以是组合式的电流和电压互感器的组成部分。

根据本发明的设计方案规定，感应式交流电流传感器具有至少一个测量铁芯和/或至少一个保护铁芯。测量铁芯或保护铁芯理解为次级线圈的软磁性的磁芯。在原理上，测量铁芯和保护铁芯彼此没有不同，而是只通过其针对测量目的或保护目的的设计进行区分。测量铁芯和保护铁芯的使用可以实现将由初级导体产生的初级磁场集中到所述铁芯的位置处。