[發明專利]測量和/或開關設備

有效

• 申請號: 200880104767.1
• 申請日: 2008-08-25
• 公開（公告）號: CN101790689A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 托馬斯·金德爾
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01R19/20
• 分類號: G01R19/20;H02H1/04;G01R15/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;李慧

技術領域

本發明涉及一種設備，其使用了帶有鐵芯的電流互感器。帶有鐵芯的電流互感器將初級電流轉換成次級電流。用于輸入初級電流的裝置相應地屬于該設備。次級電流被以任意一種形式進行分析評估。為了滿足該設備的目的，所記錄的測量值或者次級電流被作為開關動作的基準數值來應用。與之相應地，該設備就是一種測量和/或開關設備。典型的應用情況是低壓斷路器。?

背景技術

通過用于進行分析評估的裝置，由次級電流倒推出初級電流。迄今為止都認為：次級電流的有效值與初級電流的有效值基本成線性。然而只有當初級電流用于鐵芯的一種與其值成比例的磁化時，這才可能實現。因此鐵芯不允許達到飽和磁化。處于飽和的區域完全不允許被達到。由于這種原因，在所述種類的設備中通常使用一種足夠大尺寸的電流互感器。可能值得追求的是：人們可能應用更小的電流互感器。?

發明內容

因此，本發明的目的是提出一種所述種類的、結構緊湊的測量和/或開關設備。?

該目的通過以下途徑來實現，即，用于對次級電流進行分析評估的裝置設計用于，在分析評估時考慮到：當初級電流如此地高，即由該初級電流所產生的磁場引起在鐵芯的磁化中達到飽和的區域。這種情況正好是磁化不再(基本上)與初級電流成線性地相關聯的情況。所有這些情況導致了，次級電流的曲線形狀與初級電流的曲線形狀相偏離。?

由此，即用于對次級電流進行分析評估的裝置考慮到在鐵芯的磁化中達到飽和的區域，因此在鐵芯的磁化中不必再回避飽和的區域。因此電流互感器可以設計成比通常情況更小。?

對于具有電流互感器的測量和/或開關設備來說重點問題是次級電流的有效值。通過應用更小的電流互感器，在一定的初級電流值的情況下鐵芯的磁化達到飽和，并且該有效值與在次級電流的有效值和初級電流的有效值之間的更小的初級電流的情況下的線性特征相比是過小的。優選地通過如下方法來考慮這種效果，即用于進行分析評估的裝置求出(尤其是計算出)次級電流的校正的有效值，當鐵芯的磁化曲線看起來在鐵芯的磁化中沒有達到飽和時，在實際的次級電流中會得到該校正的有效值。通過校正的有效值也就模擬了以下情況，即應用帶有鐵芯的如此大尺寸的電流互感器，以至于次級電流還(基本上)與初級電流成線性地相關聯。?

如前所述，根據本發明的原理的優選應用是，根據本發明的設備是低壓斷路器，其中，磁執行元件使初級電路中斷。取代應用實際的有效值作為脫扣標準的基礎，現在應用校正的有效值，也就是說，當校正的有效值超出了低壓斷路器的設定值(例如至少一個極限值)，那么使磁執行元件激活。?

校正的有效值的產生基于以下事實：鐵芯，如果其處于飽和，則表現出一種規定的特性，以至于根據次級電流事實上可以倒推出?初級電流，即使次級電流不再具有如同初級電流那樣相同的曲線形狀。業已表明，可以將次級電流看作為相位部段控制的次級電流：次級電流在一定的持續時間上也就跟隨初級電流，并在鐵芯的磁化中達到飽和的情況下突然降低。現在可以這樣地規定一個閾值，從而通過次級電流的數值求出的超出閾值的持續時間基本上正好等于在次級電流線性地跟隨初級電流期間的持續時間。?

在一個實施方式中，通過模擬式電子裝置與閾值進行對比，并這樣地產生矩形脈沖信號，即矩形脈沖的持續時間等于超出閾值的持續時間。這種矩形脈沖信號則可以在通過模擬-數字-轉換器的轉換之后由微型控制器來分析評估，其方法是簡單地測量矩形脈沖的長度。?

可替換地，整個分析評估可以數字化地進行。次級電流值和閾值的對比隨后同樣也在微控制器中在通過模擬-數字-轉換器對次級電流進行轉換之后進行。隨后不必特地產生矩形脈沖曲線。?

如果由實際的有效次級電流與取決于所求出的超出閾值的持續時間的系數的乘積被用作為校正的有效次級電流，那么就可以最簡單地用計算方法來進行處理。該帶有求出的持續時間α的校正系數K(α)優選地通過以下公式給出：?