[發明專利]用于感測通過導體的電流的傳感器裝置和方法

有效

• 申請號: 201210329021.9
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102998507A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: S.S.查馬蒂;S.L.比伊茨;L.V.阮
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;傅永霄

技術領域

本發明的領域大體涉及傳感器裝置和方法，并且更具體而言，涉及感測通過導體的電流。

背景技術

使用至少一些已知的公用服務儀表(utility?meter)來測量從電力源供應給用戶的電。為了使得能夠精確地測量供應給用戶的能量的量，公用服務儀表常常包括一個或多個傳感器裝置，以感測流過電力源和用戶之間的導體的電流。當包括在公用服務儀表中時，傳感器裝置意圖在電壓和/或電流的一定運行范圍內精確地工作。

在公用服務儀表中使用多種類型的已知電流傳感器裝置。例如，至少一些已知的互感器傳感器裝置包括其上纏繞有電磁線以感測流過導體的電流的磁芯。但是，一般知道包括互感器的電流傳感器裝置體積大且昂貴。已知的電流傳感器裝置的另一個示例是羅戈夫斯基(Rogowski)線圈。羅戈夫斯基線圈包括線圈，并且一般小于互感器傳感器裝置。但是，知道羅戈夫斯基線圈在一定電壓范圍內在低電流和/或高電流狀況期間提供僅有限的精度。因此，在制造期間，具有已知的羅戈夫斯基線圈的公用服務儀表常常會經歷多個校準過程，以最大程度地減小這些不精確性的影響。雖然這些重復的校準過程可降低這樣的傳感器裝置的不精確性，但是過程也會增加公用服務儀表的制造時間和成本。

發明內容

在一方面，提供一種用于感測通過導體的電流的傳感器裝置。該傳感器裝置包括：包括多個筒管的襯底，多個筒管限定孔口，孔口在結構上設置成在其中接收導體；包括纏繞在多個筒管中的各個周圍的多個線圈匝的線圈；在多個筒管中的各個和多個線圈匝之間延伸的第一屏蔽件；以及第二屏蔽件，其定位成緊鄰多個線圈匝，與第一屏蔽件相對，使得多個線圈匝在第一屏蔽件和第二屏蔽件之間。

在另一方面，提供一種在將電能從電力源傳輸到用戶中使用的公用服務儀表。該公用服務儀表包括導體和至少部分地定位在導體周圍的傳感器裝置。傳感器裝置包括：具有設置在孔口周圍的多個筒管的襯底；包括纏繞在多個筒管中的各個周圍的多個匝的線圈；設置在多個筒管中的各個和多個匝之間的第一屏蔽件；以及第二屏蔽件，其設置成緊鄰多個匝，與第一屏蔽件相對。

在又一方面，提供一種制造用于感測通過導體的電流的傳感器裝置的方法。該方法包括對襯底的多個筒管中的各個應用第一屏蔽件，在襯底的多個筒管中的各個周圍將線圈纏繞在第一屏蔽件上面，以及對襯底的多個筒管中的各個在線圈上面應用第二屏蔽件。

在又一方面，一種用于檢測導體中的電流的傳感器裝置，所述傳感器裝置包括：包括多個筒管的襯底，所述多個筒管限定孔口，所述孔口在結構上設置成在其中接收導體；包括纏繞在所述多個筒管中的各個周圍的多個線圈匝的線圈；在所述多個筒管中的各個和所述多個線圈匝之間延伸的第一屏蔽件；以及第二屏蔽件，其定位成緊鄰所述多個線圈匝，與所述第一屏蔽件相對，使得所述多個線圈匝在所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件之間。單個電磁線構成所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件。所述電磁線的第一端聯接到所述電磁線的第二端上。所述電磁線的所述第一端聯接到所述線圈的一端上。所述第一屏蔽件和第二屏蔽件形成構造成阻止對所述傳感器裝置的電磁干擾(EMI)的法拉第屏蔽。所述多個筒管包括至少六個筒管，以及其中，所述多個筒管中的各個包括熱塑性材料。所述傳感器裝置進一步包括基本包圍所述襯底、所述線圈、所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件的殼體，以及其中，所述殼體包括介電材料。所述介電材料設置在所述孔口內以及在所述第二屏蔽件附近。所述介電材料具有大于或等于大約3.5的介電常數。

在又一方面，一種在將電能從電力源傳輸到用戶中使用的公用服務儀表；所述公用服務儀表包括：導體；以及至少部分地定位在所述導體周圍的傳感器裝置，所述傳感器裝置包括：具有設置在孔口周圍的多個筒管的襯底；包括纏繞在所述多個筒管中的各個周圍的多個匝的線圈；設置在所述多個筒管中的各個和所述多個匝之間的第一屏蔽件；以及設置成緊鄰所述多個匝，與所述第一屏蔽件相對的第二屏蔽件。所述第一屏蔽件和第二屏蔽件包括構造成阻止對所述傳感器裝置的電磁干擾(EMI)的法拉第屏蔽。單個電磁線構成所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件。所述單個電磁線的各個端聯接到所述線圈的一端上。所述傳感器裝置包括聯接到所述線圈的一端上的第一導線、聯接到所述線圈的第二端上的第二導線，以及聯接到所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件中的至少一個上的第三導線。所述傳感器裝置包括至少部分地定位在所述線圈和所述導體之間的介電材料，以及其中，所述介電材料具有大于大約3.5的介電常數。所述傳感器裝置包括基本由所述介電材料形成的殼體。