[發明專利]用于測量導體中AC電流的AC電流傳感器和含該傳感器的指示系統

有效

• 申請號: 201110356334.9
• 申請日: 2007-07-06
• 公開（公告）號: CN102590605A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 瑟倫·斯姆
• 申請（專利權）人: S.斯姆有限公司
• 主分類號: G01R19/252
• 分類號: G01R19/252;G01R31/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本申請為2007年7月6日遞交的申請號為200780026200.2并且發明名稱為“用于測量導體中AC電流的AC電流傳感器和含該傳感器的指示系統”的發明專利申請的分案申請。

本發明的技術領域

本發明涉及一種電流傳感器，用于進行導體中AC電流量值的基本實時測量，其包括：具有適合于安裝成鄰近所述電流導體的電流互感器(current?transformer)的電流響應裝置；和包括用于發射非電波信號作為輸出的裝置的傳感器電路。本發明還涉及一種包括該傳感器的指示系統，適合于為諸如指示短路之類不同的監控目的而處理所述非電波信號。

本發明的背景

存在用于廣闊應用的電流傳感器，例如作為基于其感測結果指示導體中諸如瞬時或平均電流值、功率值、存在短路、線路故障、斷路器關掉(cut?outs)等不同電氣狀態的指示系統的一部分。為了提供可靠的電流感測，需要精確的、實時的狀態反饋。對于DC和AC電氣系統可利用電流傳感器。在本申請的上下文中，僅考慮并討論用于引導AC電流的導體的電流傳感器。

所要指示的電氣狀態的一個實例是短路。以下討論的指示系統涉及到指示短路。但是，本發明已經實現的是，可通過根據本發明的電流傳感器監控寬范圍的電流狀態或基于電流的情況，且根據本發明包括這種電流傳感器的指示系統可用于基于其感測結果指示電氣狀態的量值。由此，適合于短路檢測的指示系統不應解釋為限制了本發明，而是本發明的例證。

當在諸如例如配電網中的高和中AC電壓配線和電源電力線或者用于鐵路的電力線之類的AC電力線運行期間發生短路時，重要的是盡快地查找和修理。為此目的，在市面上可獲得短路指示器。

通常，包括用于AC電力配電線的電流傳感器的已知類型的短路指示器可用于遠程或本地指示其上存在短路，以降低維修工作的定位時間以及與其相關的成本。特別是當測量高壓AC電力線時，問題在于在不存在至AC電力線的可能連接的情況下，例如通過測量電流或者更準確地測量短路電流來確定這種短路的發生，由于需要導體和地之間高度絕緣例如遠程定位的指示單元，因此成本過高。

根據導體阻抗和傳感器與導體上短路位置之間的距離，在AC電力線中電導體中經過的短路電流通常比正常狀態電流高幾個數量級。由于設置閾值取決于應用點的條件例如不同的電纜橫截面和改變電負載，因此，設置指示器以指示短路的所測量電流的值即短路電流閾值是可調的。

用于AC導體的短路指示器的幾種可獲得類型包括用于每一相或所監控的導體的一個傳感器，且包括兩種不同類型：

第一傳感器類型提供了鄰近傳感器的短路指示器，即與安裝在傳感器指示單元中所監控導體上的傳感器集成在一起的短路指示器。當監控例如從地面可隨意看到的架空的電力線、并且指示器例如是機械的或者大功率閃光的或者替換地是在感測到短路時發出RF信號時，這是有利的。這種傳感指示器單元的實例在例如US?5,748,095中描述，用于通過在所監控線路上的閃光或紅色點進行短路狀態的本地架空顯示，而在正常狀態電流期間無光或提供綠色點。

第二類型提供了在短路指示系統中遠離每一個傳感器單元的指示單元，例如對于被監控的三相中的每一相都有一個。當監控例如不能隨意看到的地電纜時這是優點，且由此指示器單元被設置在適當位置，這允許便利的維修。這種短路指示系統的實例在EP?0463860中描述。在此當通過傳感器單元感測出故障或短路時也提供了指示。

用于兩種指示器類型的常規電流傳感器包括電流互感器，其可以是由用于圍繞形成第一繞組的電力線或者一個導體設置的可附磁性材料磁軛構成的開放型或鉗夾型(clamp-on)互感器，第一繞組即為該互感器中的互感器單匝。次級互感器繞組例如使用幾個繞組繞在磁性材料周圍，用于使用測量電流供給電流傳感器單元。這種類型的電流互感器允許安裝在供電系統電纜上而不需斷開供電系統電纜和其電源或負載的連接。

通常，第一種類型的包括電流傳感器的可獲得指示器適合于所有電壓的AC電力線，且由于在傳感器和提供在指示器單元處的地電平之間需要隔離，因此第二種類型的可獲得指示器適合于AC電壓。