电流互感器和电流测量单元制造技术

本发明专利技术涉及一种电流互感器(1)，包括：‑第一线圈(10)和第二线圈(20)，它们通过包括第一定位器件(58)和第二定位器件(59)的第一印刷电路(50)制成；和‑包括第一保持器件(31)的第一磁性部分(30)和包括第二保持器件(41)的第二磁性部分(40)，定位器件设置成与保持器件连接在一起，以便将磁性部件(30,40)的参考面(32,42)保持在与第一和第二线圈(10,20)的匝相距预定距离处。本发明专利技术还涉及包括这种电流互感器(1)的电流测量单元。

Current transformer and current measuring unit

【技术实现步骤摘要】
电流互感器和电流测量单元
本专利技术涉及一种用于测量流过电流导体的电流的电流互感器。在工业环境中，它更特别适用于交流电的测量。本专利技术还涉及一种用于测量电流幅度或用于测量功率或电能的单元。
技术介绍
在用于测量电流、功率或电能的单元中经常使用电流互感器，以传递表示在电气设备中待测量的电流的信号。电流互感器具有在待测电流流过的电流线和用于测量由电流互感器传递的信号的一个或多个电路之间提供电流隔离的优点。例如，该优点对于测量400V电压的电气设备中的电流是有用的。这种电流互感器的设计很简单，经过了试验和测试，但出现了与控制功耗有关的新约束：-电流互感器必须传递足够幅度的信号，并且对于要测量的电流的宽幅度范围，其精度很高，-互感器必须对串扰和外部电磁场不敏感，-互感器必须紧凑，以便集成到小体积的测量单元中或安装在母线上，其电流导体之间的间距是标准化的，例如18,25或27mm，-互感器的成本价格必须低，以便限制电气设备中测量点倍增所产生的费用，以及-电流互感器必须能够在工业上批量生产，同时保证在不需要校准的情况下获得所需的测量精度。包括缠绕在磁路周围的线圈的电流互感器在除了非常低的电流和非常高的电流之外的待测量的变化范围内提供精确的信号。Rogowski互感器由于不包含磁路，因此具有非常高的动态测量范围，但信号电平较低。为了协调所有约束，一个折衷方案在于构造包括一个或多个磁芯的电流互感器，所述磁芯包括放置测量绕组的一个或多个间隙。例如，专利申请FR2891946A1描述了一种开放式测量装置，包括缠绕在非磁性电枢上并放置在“U”形磁轭的间隙中的线圈。专利申请FR2977323A1描述了一种测量装置，其包括由两部分“I”形形成的磁芯，在其端部形成两个间隙，在所述两个间隙中放置两个次级测量线圈。在专利申请WO01/57543A1中描述了使用印刷电路来产生测量线圈：Rogowski电流传感器的第一变型包括两个圆形线圈，每个线圈放置在一个印刷电路板上。另一变型示出了矩形形状的传感器，其侧面由直线线圈形成，并且其拐角由磁屏蔽部分形成。专利FR2920881B1描述了一种用于测量电流幅度的装置，该装置包括开放磁路，该开放磁路由容纳电线圈的大间隙限定，该间隙的宽度至少是磁路截面的两倍。现有技术文献中提出的解决方案允许在传感器具有圆形形状时以极好的精度测量电流。然而，当传感器具有适于放置在三相设备中的多边形形状时，所述解决方案不能令人满意地以高于0.5％的精度测量电流。具体地，每个传感器受到流过相邻相的电流产生的磁场的影响，并且由角引入的几何不连续性强调了这种负面影响。因此，本专利技术旨在弥补这些缺点。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及一种电流互感器，包括：-第一线圈和第二线圈，其通过基本上平行六面体形状的第一印刷电路制成，第一印刷电路包括第一上表面，第一下表面，第一侧，第二侧，第三侧和第四侧，第二侧与第一侧相对，第四侧与第三侧相对，第一线圈由绕第一线圈轴线盘绕的第一匝形成，第一线圈轴线基本垂直于第三和第四侧，第二线圈由绕第二线圈轴线盘绕的第二匝形成，第二线圈轴线基本垂直于第三和第四侧，第一印刷电路包括在第一上表面和下表面中的第一孔，以形成电流线的通道，所述电流线形成电流互感器的初级电路，第一线圈和第二线圈放置在第一孔的两侧并形成二次电路，以及-细长形状的第一磁性部分和至少一个细长形状的第二磁性部分，第一磁性部分包括第一参考面，第二磁性部分包括第二参考面，电流互感器使得：-第一印刷电路包括放置在第三侧附近的第一定位器件和放置在第四侧附近的第二定位器件，-第一磁性部分包括第一保持器件，-第二磁性部分包括第二保持器件，第一定位器件设置成与第一保持器件连接在一起，以便将第一参考面相对于第三侧保持在预定距离，并且第二定位器件设置成与第二保持器件连接在一起，以便将第二参考面相对于第四侧保持在预定距离。有利地：-第一定位器件和第二定位器件是在第一印刷电路中钻出的孔，-第一保持器件是设置成插入第一定位器件的栓钉，并且-第二保持器件是设置成插入第二定位器件的栓钉。优选地：-第一定位器件放置在形成于第一印刷电路的第三侧中的第一突起中，-第二定位器件放置在形成于所述第一印刷电路的第四侧中的第二突起中，-第一保持器件由第一磁性部分的切口形成，并且-第二保持器件由第二磁性部分的切口形成。有利地，第一线圈和第二线圈由以恒定线圈节距盘绕的匝形成。优选地，线圈节距在50至700微米的范围。有利地，第一参考面和第二参考面从第一上表面和第一下表面突出的距离大于线圈节距。有利地，每匝在第一印刷电路的厚度中产生并且包括在第一印刷电路的第一上表面上的第一导电段和在所述第一印刷电路中的第一下表面上的第二导电段，第一线圈的匝的第一导电段与第二线圈的匝的第一导电段相对于第一孔的中心对称，第一线圈的匝的第二导电段与第二线圈的匝的第二导电段相对于第一孔的中心对称。优选地，第一线圈包括在面向第一参考面的第一端处的第一侧向匝，以及在面向第二参考面的第二端处的第二侧向匝，第二线圈包括在面向第一参考面的第三端处的第三侧向匝，以及在面向第二参考面的第四端处的第四侧向匝，第一线圈和第二线圈以以下的方式放置在第一印刷电路上：-第一线圈的第一侧向匝与第一参考面之间的距离基本上等于线圈节距的一半，-第二线圈的第一侧向匝与第一参考面之间的距离基本上等于线圈节距的一半，-第一线圈的第二侧向匝与第二参考面之间的距离基本上等于线圈节距的一半，并且-第二线圈的第二侧向匝与第二基准面之间的距离基本上等于线圈节距的一半。有利地，第一线圈和第二线圈的第一侧向匝和第二侧向匝的第一或第二段中的至少一个的端部分别弯曲以形成C，其端部分别远离第一参考面和第二参考面延伸。优选地，第一和第二线圈串联电连接，第一线圈的第一侧向匝连接到第二线圈的第一侧向匝，并且第一线圈的第二侧向匝连接到第二线圈的第二侧向匝。有利地，第一线圈包括：-第一半线圈，包括第一电连接点，和-第二半线圈，包括第二电连接点，第一连接点和第二连接点基本上位于第一侧的中间。优选地，互感器包括第三线圈和第四线圈，它们通过基本上平行六面体形状的第二印刷电路制成，第二印刷电路包括第二上表面，第二下表面，第五侧，第六侧，第七侧和第八侧，第六侧与第五侧相对，第八侧与第七侧相对，第三和第四线圈分别绕平行于第一和第二线圈轴线的轴线盘绕，第二印刷电路包括在两个第二表面中的第二孔，以形成电导体的通道，第三线圈和第四线圈位于第二孔的两侧。有利地，第二印刷电路包括：-第三定位器件，其布置成与第一保持器件连接在一起，以便将第一参考面保持在与第七侧相距预定距离处，以及-第四定位器件，其布置成与第二保持器件连接在一起，以便将第二参考面保持在与第八侧相距预定距离处。...

【技术保护点】
1.一种电流互感器(1)，包括：/n-第一线圈(10)和第二线圈(20)，其通过基本上平行六面体形状的第一印刷电路(50)制成，第一印刷电路(50)包括第一上表面(51)、第一下表面(52)、第一侧(53)、第二侧(54)、第三侧(55)和第四侧(56)，第二侧(54)与第一侧(53)相对，第四侧(56)与第三侧(55)相对，第一线圈(10)由绕第一线圈轴线(X1)盘绕的第一匝(11,13,14)形成，第一线圈轴线(X1)基本垂直于第三和第四侧(55，56)，第二线圈(20)由绕第二线圈轴线(X2)盘绕的第二匝(21,23,24)形成，第二线圈轴线(X2)基本垂直于第三和第四侧(55,56)，第一印刷电路(50)包括在第一上表面和下表面(51,52)中的第一孔(57)，以形成电流线(2)的通道，所述电流线形成电流互感器的初级电路，第一线圈和第二线圈(10,20)放置在第一孔(57)的两侧并形成二次电路，以及/n-细长形状的第一磁性部分(30)和至少一个细长形状的第二磁性部分(40)，第一磁性部分(30)包括第一参考面(32)，第二磁性部分(40)包括第二参考面(42)，/n电流互感器(1)的特征在于：/n-第一印刷电路(50)包括放置在第三侧(55)附近的第一定位器件(58)和放置在第四侧(56)附近的第二定位器件(59)，/n-第一磁性部分(30)包括第一保持器件(31)，/n-第二磁性部分(40)包括第二保持器件(41)，/n第一定位器件(58)设置成与第一保持器件(31)连接在一起，以便将第一参考面(32)相对于第三侧(55)保持在预定距离，并且第二定位器件(59)设置成与第二保持器件(41)连接在一起，以便将第二参考面(42)相对于第四侧(56)保持在预定距离。/n...

【技术特征摘要】
20180927 FR 18588381.一种电流互感器(1)，包括：
-第一线圈(10)和第二线圈(20)，其通过基本上平行六面体形状的第一印刷电路(50)制成，第一印刷电路(50)包括第一上表面(51)、第一下表面(52)、第一侧(53)、第二侧(54)、第三侧(55)和第四侧(56)，第二侧(54)与第一侧(53)相对，第四侧(56)与第三侧(55)相对，第一线圈(10)由绕第一线圈轴线(X1)盘绕的第一匝(11,13,14)形成，第一线圈轴线(X1)基本垂直于第三和第四侧(55，56)，第二线圈(20)由绕第二线圈轴线(X2)盘绕的第二匝(21,23,24)形成，第二线圈轴线(X2)基本垂直于第三和第四侧(55,56)，第一印刷电路(50)包括在第一上表面和下表面(51,52)中的第一孔(57)，以形成电流线(2)的通道，所述电流线形成电流互感器的初级电路，第一线圈和第二线圈(10,20)放置在第一孔(57)的两侧并形成二次电路，以及
-细长形状的第一磁性部分(30)和至少一个细长形状的第二磁性部分(40)，第一磁性部分(30)包括第一参考面(32)，第二磁性部分(40)包括第二参考面(42)，
电流互感器(1)的特征在于：
-第一印刷电路(50)包括放置在第三侧(55)附近的第一定位器件(58)和放置在第四侧(56)附近的第二定位器件(59)，
-第一磁性部分(30)包括第一保持器件(31)，
-第二磁性部分(40)包括第二保持器件(41)，
第一定位器件(58)设置成与第一保持器件(31)连接在一起，以便将第一参考面(32)相对于第三侧(55)保持在预定距离，并且第二定位器件(59)设置成与第二保持器件(41)连接在一起，以便将第二参考面(42)相对于第四侧(56)保持在预定距离。


2.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，
-第一定位器件(58)和第二定位器件(59)是在第一印刷电路(50)中钻出的孔，
-第一保持器件(31)是设置成插入第一定位器件(58)的栓钉
-第二保持器件(41)是设置成插入第二定位器件(59)的栓钉。


3.根据权利要求2所述的电流互感器，其特征在于，
-第一定位器件(58)放置在形成于第一印刷电路(50)的第三侧(55)中的第一突起(50a)中，
-第二定位器件(59)放置在形成于所述第一印刷电路(50)的第四侧(56)中的第二突起(50b)中，
-第一保持器件(31)由第一磁性部分(30)的切口形成
-第二保持器件(41)由第二磁性部分(40)的切口形成。


4.根据前述权利要求中任一项所述的电流互感器，其特征在于，第一线圈(10)和第二线圈(20)由以恒定线圈节距(P)盘绕的匝形成。


5.根据权利要求4所述的电流互感器，其特征在于，线圈节距(P)在50至700微米的范围内。


6.根据权利要求4或5所述的电流互感器，其特征在于，第一参考面(32)和第二参考面(42)从第一上表面(51)和第一下表面(52)突出的距离大于线圈节距(P)。


7.根据权利要求4-6中任一项所述的电流互感器，其特征在于，每匝在第一印刷电路(50)的厚度中产生并且包括在第一印刷电路(50)的第一上表面(51)上的第一导电段和在所述第一印刷电路(50)中的第一下表面(52)上的第二导电段，第一线圈(10)的匝的第一导电段与第二线圈(20)的匝的第一导电段相对于第一孔(57)的中心(57a)对称，第一线圈(10)的匝的第二导电段与第二线圈(20)的匝的第二导电段相对于第一孔(57)的中心(57a)对称。


8.根据权利要求4-7中任一项所述的电流互感器，其特征在于，第一线圈(10)包括在面向第一参考面(32)的第一端处的第一侧向匝(11)，以及在面向第二参考面(42)的第二端处的第二侧向匝(14)，第二线圈(20)包括在面向第一参考面(32)的第三端处的第三侧向匝(21)，以及在面向第二参考面(42)的第四端处的第四侧向匝(24)，第一线圈(10)和第二线圈(20)以以下方式放置在第一印刷电路(50)上：
-第一线圈(10)的第一侧向匝(11)与第一参考面(32)之间的距离基本上等于线圈节距(P)的一半，
-第二线圈(20)的第一侧向匝(21)与第一参考面(32)之间的距离基本上等于线圈节距(P)的一半，
-第一线圈(10)的第二侧向匝(14)与第二参考面(42)之间的距离基本上等于线圈节距(P)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：L乌兰卡，JY阿姆布拉德，B杜佩卢克斯德萨因特罗曼，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR