專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一個(gè)設(shè)備中包含兩種電流測(cè)量裝置的多功能測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
中壓開(kāi)關(guān)裝置需要一些控制單元、保護(hù)裝置、評(píng)估裝置和校準(zhǔn)裝置。這些設(shè)備的數(shù)量連同電源供給的發(fā)展一起增長(zhǎng)，這就產(chǎn)生了引入相當(dāng)多的電流或電壓的測(cè)量裝置或感應(yīng)裝置的必要性，所述測(cè)量裝置或感應(yīng)裝置對(duì)于每種應(yīng)用而言均可能是不同的。不可能將每個(gè)合適的測(cè)量裝置均放置在開(kāi)關(guān)裝置中或者在其它應(yīng)用中的可用空間中，更不用說(shuō)購(gòu)置成本。本方案的主要思想是生產(chǎn)一種單一的裝置的可能性，所述單一的裝置能夠容納在可用的空間中并且能夠利用具有不同參數(shù)、等級(jí)或精度設(shè)計(jì)的測(cè)量元件來(lái)提供測(cè)量。W02009/001185公布了一種羅戈夫斯基環(huán)(Rogowsk1-loop)電流傳感器，其包括在兩端之間延伸并且包繞初級(jí)導(dǎo)體的繞組，所述初級(jí)導(dǎo)體中的電流被測(cè)量。所述傳感器還包括設(shè)置在繞組端部上的閉合機(jī)構(gòu)，所述閉合機(jī)構(gòu)能夠彼此遠(yuǎn)離地或彼此靠近地移動(dòng)。閉合機(jī)構(gòu)包括本體，所述本體具有高的磁導(dǎo)率并且當(dāng)所述環(huán)閉合時(shí)在所述端部之間延伸。由于事實(shí)上測(cè)量元件僅僅由一個(gè)繞組組成，此方案無(wú)法解決利用在開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部的具有不同的參數(shù)、級(jí)別或精度設(shè)計(jì)的測(cè)量元件提供測(cè)量的裝置的問(wèn)題。W02009/139521公開(kāi)了一種具有羅戈夫斯基線(xiàn)圈的鉗型電流傳感器。它包括卷繞在撓性氣芯上的羅戈夫斯基線(xiàn)圈。羅戈夫斯基線(xiàn)圈容納在由兩個(gè)半圓形的殼體構(gòu)件組成的圓形殼體中。所述殼體能夠由屏蔽罩閉合，所述屏蔽罩與半圓形的殼體構(gòu)件的上部的開(kāi)口端接合。由于事實(shí)上測(cè)量元件僅僅由一個(gè)繞組組成，此方案無(wú)法解決利用在開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部的具有不同的參數(shù)、級(jí)別或精度設(shè)計(jì)的測(cè)量元件提供測(cè)量的裝置的問(wèn)題。在中壓開(kāi)關(guān)裝置中的電流測(cè)量對(duì)于不同的目的常常需要不同的電流測(cè)量元件。已知方案的缺陷在于，當(dāng)為了電能計(jì)量目的而需要以高精度測(cè)量例如相對(duì)較小的電流波動(dòng)，并且同時(shí)為了保護(hù)和控制目的而需要測(cè)量電流值的高的動(dòng)態(tài)范圍或突然的大的變化例如短路時(shí)，則必須使用兩個(gè)測(cè)量裝置。實(shí)施這兩個(gè)測(cè)量的唯一的其它可能性是改變測(cè)量元件。新的中壓開(kāi)關(guān)裝置中的小的空間可能不能夠同時(shí)使用兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)量裝置。因此，本發(fā)明的目的是提出一種小型的和緊湊的測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置具有至少兩個(gè)測(cè)量輸入端，所述測(cè)量輸入端具有用作測(cè)量元件的、不同的等級(jí)或精度的線(xiàn)圈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的已經(jīng)通過(guò)對(duì)多功能測(cè)量裝置的構(gòu)造得到了實(shí)現(xiàn)，所述多功能測(cè)量裝置包括殼體，該殼體具有用于容納初級(jí)電流導(dǎo)體的孔口 ；內(nèi)部繞組，所述內(nèi)部繞組圍繞所述孔口容納在所述殼體的內(nèi)部，用于測(cè)量初級(jí)電流導(dǎo)體中的電流；和外部繞組，所述外部繞組圍繞所述孔口卷繞在所述殼體上，用于另外的電流測(cè)量。在所述多功能測(cè)量裝置的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，殼體具有環(huán)形形狀。內(nèi)部繞組能夠卷繞在環(huán)形形狀的繞線(xiàn)筒上，或者能夠包括串聯(lián)連接的、卷繞在繞線(xiàn)筒上的多個(gè)線(xiàn)圈，所述繞線(xiàn)筒圍繞所述孔口呈多邊形形狀設(shè)置。在后一種情況下，所述繞線(xiàn)筒上的軸線(xiàn)設(shè)置在一平面中，所述平面橫向于、優(yōu)選大致垂直于容納在孔口中的初級(jí)電流導(dǎo)體的軸線(xiàn)，并且同時(shí)所述繞線(xiàn)筒上的軸線(xiàn)切向地圍繞穿過(guò)孔口的初級(jí)電流導(dǎo)體的軸線(xiàn)。殼體優(yōu)選包括下部部分和上部部分，并且，內(nèi)部繞組容納在所述殼體的下部部分和上部部分之間。殼體優(yōu)選由絕緣材料或塑性材料制成，或者殼體能夠由半傳導(dǎo)性材料或傳導(dǎo)性材料制成。在后一種情況下，殼體的下部部分和上部部分都優(yōu)選接地，以屏蔽內(nèi)部繞組。內(nèi)部繞組能夠借助對(duì)內(nèi)部繞組與殼體的內(nèi)部表面之間的空間進(jìn)行填充的材料而機(jī)械地固定在殼體的內(nèi)部。在其它優(yōu)選的實(shí)施方式中，內(nèi)部繞組圍繞塑性的、半傳導(dǎo)性或傳導(dǎo)性的、但非鐵磁性的芯部材料卷繞。外部繞組和/或內(nèi)部繞組優(yōu)選基于非磁性芯部線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)。為了提供對(duì)多功能測(cè)量裝置的機(jī)械保護(hù)，能夠?qū)んw與外部繞組和/或內(nèi)部繞組插入到至少一個(gè)另外的更大的外殼中。為了提供對(duì)多功能測(cè)量裝置的電屏蔽，能夠?qū)в型獠坷@組和/或內(nèi)部繞組的殼體插入到半導(dǎo)電性或?qū)щ娦缘恼种小?br>

根據(jù)附圖進(jìn)一步詳細(xì)地闡述本發(fā)明，其中圖1示出多功能測(cè)量裝置，所述多功能測(cè)量裝置設(shè)計(jì)為具有局部未覆蓋的殼體，從而顯示所述殼體內(nèi)部的一組線(xiàn)圈，圖2示出圖1的多功能測(cè)量裝置的區(qū)段，圖3示出多功能測(cè)量裝置的區(qū)段，所述多功能測(cè)量裝置具有在殼體內(nèi)部的環(huán)形線(xiàn)圈，圖4示出多功能測(cè)量裝置，所述多功能測(cè)量裝置設(shè)計(jì)為具有完全未覆蓋的殼體，從而顯示所述殼體內(nèi)部的環(huán)形線(xiàn)圈，圖5示出在組裝狀態(tài)下并且設(shè)計(jì)成單一的環(huán)形繞組變型的多功能測(cè)量裝置，圖6示出多功能測(cè)量裝置，所述多功能測(cè)量裝置不具有殼體的上部部分而具有在殼體內(nèi)部的一組線(xiàn)圈，圖7示出多功能測(cè)量裝置，所述多功能測(cè)量裝置不具有殼體的上部部分而具有在殼體內(nèi)部的環(huán)形線(xiàn)圈，以及圖8示出多功能測(cè)量裝置，所述多功能測(cè)量裝置設(shè)計(jì)為具有局部未覆蓋的殼體，從而顯示包住殼體與在殼體內(nèi)部的環(huán)形線(xiàn)圈的更大外殼。
具體實(shí)施例方式圖1示出多功能測(cè)量裝置1，所述多功能測(cè)量裝置I包括殼體3，所述殼體3具有用于使初級(jí)電流導(dǎo)體穿過(guò)的孔口 13。殼體的一部分被移除以示出殼體3的內(nèi)部。在所述殼體3的內(nèi)部并且圍繞所述孔口 13容納有內(nèi)部繞組2，所述內(nèi)部繞組2用于測(cè)量初級(jí)電流導(dǎo)體(未示出)中的電流。在所述殼體3上圍繞所述孔口 13卷繞有外部繞組4，外部繞組4用于另外的電流測(cè)量。圖1上示出的實(shí)施方式具有環(huán)形形狀。內(nèi)部繞組2包括串聯(lián)連接的多個(gè)線(xiàn)圈5，所述線(xiàn)圈5卷繞在圍繞孔口 13、呈多邊形形狀設(shè)置的繞線(xiàn)筒上。圖2示出多功能測(cè)量裝置I的區(qū)段。在此實(shí)施方式中，如圖3和圖4中清楚地示出的，殼體3包括兩個(gè)部分，并且還包括定位/鎖定機(jī)構(gòu)9，該定位/鎖定機(jī)構(gòu)9用于保證所述部分的準(zhǔn)確放置并且保證其相互適當(dāng)配合。圖3示出多功能測(cè)量裝置I的區(qū)段。如在之前的圖中，內(nèi)部繞組2通過(guò)墊片12緊固在殼體3的內(nèi)部，所述墊片12使得能夠?qū)?nèi)部繞組2的更好和更容易的定位，并且防止單獨(dú)的線(xiàn)圈5在殼體3內(nèi)部的移動(dòng)和錯(cuò)位。殼體3的下部部分7和上部部分8通過(guò)定位/鎖定機(jī)構(gòu)9彼此緊固?；芈穼?dǎo)體14能夠用于消除或者至少減少雜散磁場(chǎng)的效應(yīng)。圖4示出呈羅戈夫斯基線(xiàn)圈形式的多功能測(cè)量裝置I的區(qū)段，初級(jí)導(dǎo)體100穿過(guò)孔口 13，并且在此實(shí)施方式中，所述初級(jí)導(dǎo)體100的軸線(xiàn)101大致垂直于孔口 13的平面。圖5示出在組裝狀態(tài)下的多功能測(cè)量裝置I。在這種情況下，回路導(dǎo)體14和/或內(nèi)部繞組2的輸出線(xiàn)材需要露出來(lái)用于連接對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行評(píng)估的外部裝置。這能夠通過(guò)在殼體3中的開(kāi)口 11來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，外部繞組4適合于提供小的縫隙，以使回路導(dǎo)體14和/或內(nèi)部繞組2的輸出線(xiàn)材能夠接近開(kāi)口 11。優(yōu)選地，這樣的縫隙盡可能的小，并且外部繞組4沿著殼體3的整個(gè)圓周均勻地卷繞。殼體3的下部部分7和上部部分8都通過(guò)定位/鎖定機(jī)構(gòu)9鎖定在一起。圖6示出多功能測(cè)量裝置1，所述多功能測(cè)量裝置I具有去除了上部部分8的殼體3，使得殼體3的內(nèi)部可見(jiàn)。內(nèi)部繞組2容納在殼體3的下部部分7中，并且包括串聯(lián)連接的多個(gè)線(xiàn)圈5，所述線(xiàn)圈5卷繞在圍繞孔口 13、呈多邊形形狀設(shè)置的繞線(xiàn)筒上。線(xiàn)圈5由導(dǎo)體6連接，并且可以彼此觸碰、或者如能夠在圖中所看到的在它們自己之間具有小的空間。所述繞線(xiàn)筒的軸線(xiàn)200設(shè)置在一平面中，該平面大致垂直于容納在孔口 13中的初級(jí)電流導(dǎo)體100 (未在此圖中示出)的軸線(xiàn)101，并且所述繞線(xiàn)筒的軸線(xiàn)200切向地圍繞所述初級(jí)電流導(dǎo)體100的軸線(xiàn)101。內(nèi)部繞組2卷繞在塑性的、半傳導(dǎo)性或傳導(dǎo)性的、但非鐵磁性的芯部材料上。殼體3的下部部分7設(shè)置有所述定位/鎖定機(jī)構(gòu)9，并且下部部分7和上部部分8都設(shè)置有相應(yīng)的切口 10。在殼體3的鎖定位置中，位于下部部分7和上部部分8的外部定位/鎖定機(jī)構(gòu)9上的兩個(gè)切口 10重疊并且在殼體3中提供開(kāi)口 10，所述開(kāi)口 10使得內(nèi)部繞組2的輸出線(xiàn)材能夠從殼體3中露出來(lái)以便將內(nèi)部繞組2連接到對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行評(píng)估和處理的一些外部裝置。在無(wú)線(xiàn)通信的情況下，開(kāi)口 11可能是不需要的。圖7示出多功能測(cè)量裝置1，所述多功能測(cè)量裝置I具有去除了上部部分8的殼體3，使得殼體3的內(nèi)部可見(jiàn)。內(nèi)部繞組2容納在殼體3的下部部分7中，并且以環(huán)形繞組的形式卷繞在環(huán)形形狀的芯部上，并且借助對(duì)內(nèi)部繞組2與殼體3的內(nèi)部表面之間的空間進(jìn)行填充的材料300而機(jī)械地固定在殼體3的位于下部部分7和上部部分8之間的內(nèi)部。僅在圖7中示意性地示出填充材料300例如能夠是膠合物、環(huán)氧樹(shù)脂或任何合適的材料。圖8示出呈羅戈夫斯基線(xiàn)圈形式的多功能測(cè)量裝置I的區(qū)段，所述多功能測(cè)量裝置I通過(guò)局部未覆蓋的殼體3來(lái)描繪，圖中顯示了更大的外殼15，所述外殼15包住殼體3，殼體3的內(nèi)部具有環(huán)形繞組2。多功能測(cè)量裝置I插入到所述更大的外殼15中以提供對(duì)所述多功能測(cè)量裝置I的更好的機(jī)械保護(hù)。內(nèi)部繞組2和外部繞組4的繞組都優(yōu)選由導(dǎo)電線(xiàn)材制成，所述導(dǎo)電線(xiàn)材是外部絕緣的，使得能夠利用半傳導(dǎo)性的或傳導(dǎo)性的罩來(lái)對(duì)內(nèi)部繞組2和外部繞組4都提供電屏蔽。內(nèi)部繞組2能夠繞塑性的、半傳導(dǎo)性或傳導(dǎo)性的、但非鐵磁性的芯部的材料卷繞。殼體3能夠由絕緣材料、例如塑料制成，或者由半傳導(dǎo)性或傳導(dǎo)性的材料制成。內(nèi)部繞組2和外部繞組4是測(cè)量裝置的兩個(gè)測(cè)量元件。優(yōu)選地，這些測(cè)量元件的每一者均具有不同的參數(shù)、等級(jí)或精度設(shè)計(jì)。由于基于非鐵磁芯部線(xiàn)圈設(shè)計(jì)的外部繞組4和內(nèi)部繞組2，所述外部繞組和內(nèi)部繞組，上面的構(gòu)造對(duì)于羅戈夫斯基線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)技術(shù)是最合適的。這種非鐵磁芯部線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，這兩個(gè)測(cè)量元件不互相影響。因此這兩個(gè)測(cè)量元件能夠用于不同的目的，例如一個(gè)用于精密測(cè)量流經(jīng)初級(jí)電流導(dǎo)體的、在相對(duì)較窄的數(shù)值范圍內(nèi)的電流，并且另一個(gè)用于不如此精確地測(cè)量在較寬的數(shù)值范圍內(nèi)的同樣的電流，例如所述電流的階躍變化。然而，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，對(duì)于內(nèi)部繞組2而言具有鐵芯部能夠是有益的。在一些應(yīng)用中，殼體3能夠接地以屏蔽內(nèi)部繞組2。如果需要更好的機(jī)械保護(hù)，則能夠?qū)в型獠坷@組4和/或內(nèi)部繞組2的殼體3插入到至少一個(gè)另外的更大的包容外殼中，如果需要更好的電屏蔽，所述更大的罩能夠由半傳導(dǎo)性或傳導(dǎo)性材料制成，或者能夠?qū)в型獠坷@組4和/或內(nèi)部繞組2的殼體3進(jìn)一步插入到半傳導(dǎo)性的或傳導(dǎo)性的罩中。
權(quán)利要求
1.一種多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述多功能測(cè)量裝置包括: -殼體(3)，所述殼體(3)具有用于使初級(jí)電流導(dǎo)體穿過(guò)的孔口(13)， -內(nèi)部繞組(2)，所述內(nèi)部繞組(2)圍繞所述孔口(13)容納在所述殼體(3)的內(nèi)部，用于測(cè)量所述初級(jí)電流導(dǎo)體(100)中的電流，和 -外部繞組(4)，所述外部繞組(4)圍繞所述孔口(13)卷繞在所述殼體(3)上，用于另外的電流測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述殼體(3)具有環(huán)形形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述內(nèi)部繞組(2)卷繞為環(huán)形形狀的線(xiàn)圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述殼體(3)包括下部部分(7)和上部部分(8)，所述內(nèi)部繞組(2)容納在所述殼體(3)的所述下部部分(7)和所述上部部分(8)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述內(nèi)部繞組(2)包括串聯(lián)連接的多個(gè)線(xiàn)圈(5)，所述線(xiàn)圈(5)卷繞在圍繞所述孔口(13)的、呈多邊形形狀設(shè)置的、小的線(xiàn)性芯部上，所述線(xiàn)圈的軸線(xiàn)(200)設(shè)置在一平面中，所述平面垂直于穿過(guò)所述孔口(13)的所述初級(jí)電流導(dǎo)體(100)的軸線(xiàn)(101)，并且所述線(xiàn)圈的軸線(xiàn)(200)切向地圍繞穿過(guò)所述孔口(13)的所述初級(jí)電流導(dǎo)體(100)的所述軸線(xiàn)(101)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述外部繞組(4)和所述內(nèi)部繞組(2)中的至少一者是基于非鐵磁性芯部線(xiàn)圈設(shè)計(jì)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述殼體(3)由電絕緣材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述殼體(3)由塑性材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述殼體(3)由半導(dǎo)電性或?qū)щ娦圆牧现瞥?，并且所述殼體(3)的所述下部部分(7)和所述上部部分(8)都接地以屏蔽所述內(nèi)部繞組(2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述內(nèi)部繞組(2)借助對(duì)所述內(nèi)部繞組(2)與所述殼體(3)的內(nèi)部表面之間的空間進(jìn)行填充的材料(300)而機(jī)械地固定在所述殼體(3)的內(nèi)部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述內(nèi)部繞組(2)卷繞在塑性的、半傳導(dǎo)性的或傳導(dǎo)性的、但非鐵磁性的芯部材料上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，所述多功能測(cè)量裝置包括至少一個(gè)另外的更大的外殼(15)，所述外殼(15)包住帶有所述外部繞組(4)和/或所述內(nèi)部繞組(2)的所述殼體(3)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能測(cè)量裝置，其特征在于，包含所述外部繞組(4)和所述內(nèi)部繞組(2)中的至少一者的所述殼體(3)插入到半導(dǎo)電性的或?qū)щ娦缘恼种幸蕴峁╇娖帘巍?br> 全文摘要
一種多功能測(cè)量裝置，其優(yōu)選地用于測(cè)量在中壓開(kāi)關(guān)裝置中的初級(jí)電流導(dǎo)體中的電流，該多功能測(cè)量裝置包括殼體(3)，所述殼體(3)具有用于容納初級(jí)電流導(dǎo)體(100)的孔口(13)；內(nèi)部繞組(2)，所述內(nèi)部繞組(2)圍繞所述孔口(13)容納在所述殼體(3)的內(nèi)部，用于測(cè)量初級(jí)電流導(dǎo)體(100)中的電流；和外部繞組(4)，所述外部繞組(4)圍繞所述孔口(13)卷繞在所述殼體(3)上，用于另外的電流測(cè)量。
文檔編號(hào)H01F5/00GK103155057SQ201080069462
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者拉德克·亞沃拉, 亞羅米爾·波澤姆尼, 馬雷克·帕夫拉斯 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司