[發明專利]羅氏線圈型電流測量傳感器、保護和測量裝置及斷路器

有效

• 申請號: 201611151778.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN107015045B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: D.洛格利斯奇;S.巴法特;M.拉波;S.西卡德;S.奧爾本
• 申請（專利權）人: 施耐德電器工業公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;H01H71/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳钘;張邦帥

羅氏線圈型的電流測量傳感器、保護和測量裝置及包括傳感器的斷路器，傳感器包括由非磁材料制成的載體(1)和纏繞在所述載體(1)上的二次繞組(5)，以輸送表示在導電中流動穿過線圈內部的電信號。載體(1)基本上由模制的剛性塑料材料制成，并包括分布在載體本體的長度上的至少一個外部凹槽(2，3)。凹槽(2)包括由隔壁(4)分隔的至少兩個溝槽(3)。保護和測量裝置以及斷路器包括這種電流傳感器。

技術領域

本發明涉及一種羅氏線圈型(Rogowski coil type)的電流測量傳感器，其包括由非磁材料制成的架和纏繞在所述架上的二次繞組，以供給電信號，電信號表示在導體中流動穿過線圈內部的電流。

本發明還涉及一種電測量和保護裝置和包括這樣傳感器的斷路器。

背景技術

羅氏線圈在裝備電子觸發器的電源斷路器的領域中是公知的。它們因它們的線性度質量和寬測量動態范圍而使用，因為它們不包括可被飽和的磁路。因此，精度與繞組的規則性和傳感器的橫截面直接相關。

專利申請EP2667205A1和US2014132249A1中描述了斷路器中使用的羅氏線圈傳感器的示例。專利US5982265顯示了具有橢圓橫截面的另一羅氏線圈傳感器。

來自羅氏線圈的輸出信號由以下式子給出：

V＝μnSdi/dt

V是由羅氏線圈供給的輸出信號的電壓，

S是線匝的橫截面，

μ₀是滲透性，

n是匝數，

di/dt是一次電流相對于時間的導數。

因此，由環形線圈輸送的電壓是線匝的總表面區域的函數，電壓的精度與線圈架的尺寸變化直接相關。

根據制造技術，用于羅氏線圈的繞組架一般由用柔性塑料材料制造的管制成或者通過模制剛性塑料元件而制成。

這些剛性塑料元件的形狀是穩定的，且易于適配于大量生產。然而，在不使用校準系統的情況下難以達到優于1％的測量精度。

而且，在斷路器中可用的空間很少，并且環境溫度動態范圍十分寬廣，例如從-40℃(斷路器在諸如高海拔或北極區域的惡劣環境中操作)到180℃(斷路器在諸如赤道或熱帶區域的熱環境中在標稱電流下操作)。

這種變化產生膨脹效應或改變架的橫截面的尺寸，這對輸出信號的精度有影響。

此外，在制造期間，在實心架或中空架的情況下難以控制在模制階段中的收縮。當對于大量生產的環形線圈需求高精度時，這還有助于改變測量。

發明內容

本發明之目的是一種十分精確的羅氏線圈傳感器以及一種保護裝置和包括這種傳感器的斷路器，該傳感器可大量生產，并且幾乎不對溫度變化敏感。

根據本發明，羅氏線圈型電流測量傳感器包括由非磁材料制成的架和纏繞在所述架上的二次繞組，以供給電信號，電信號表示在導體中流動穿過線圈內部的電流，所述架基本上由模制的剛性塑料材料制成，并包括分布在架的本體的長度或圓周上的至少一個外部切口，所述切口包括由隔壁分隔的至少兩個溝槽。

優選地，所述架具有帶圓角的四邊形形狀橫截面、內表面、外表面和兩個橫向表面。

有利地，所述架的各表面中的至少一個包括具有由隔壁分隔的至少兩個溝槽的所述切口。特別地，所述架的兩個橫向表面中的至少一個包括由隔壁分隔的至少兩個溝槽。優選地，所述架的兩個橫向表面包括由隔壁分隔的至少兩個溝槽。

優選地，環形線圈架的所述橫截面具有帶圓角的大致梯形形狀。有利地，具有梯形形狀的架的內表面和外表面相對于兩個橫向表面形成直角正負8至20度。