具有嵌入式电压场检测和热感测的电流互感器制造技术

一种用于感测包括电流和电压的电参数的监测系统，所述监测系统能够包括电流互感器和天线。所述电流互感器能够被配置成感测穿过导体的电流。所述天线能够被配置成通过感测由所述导体产生的电场来感测所述导体的电势。所述天线能够感测所述电势，而与所述导体中是否存在电流无关。所述监测系统还能够包括被配置成感测所述导体的温度的温度传感器。感测模块能够包括支撑所述电流互感器、所述天线和用于监测电力电路的温度传感器的壳体。测电力电路的温度传感器的壳体。测电力电路的温度传感器的壳体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有嵌入式电压场检测和热感测的电流互感器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2020年5月28日提交的美国专利申请第63/031,119号的优先权，所述美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术介绍

[0003]在许多电气系统中，电力经由配电板从公用电源转移到一个或多个分支电路。分支电路中的每个分支电路向一个或多个负载供电。断路器等保护装置通常安装在配电板上，以降低电气过载和短路的风险。当一个或多个负载从分支电路汲取的功率超过该分支电路额定承载的功率时，可能发生过载。
[0004]在典型安装中，可能有许多配电盘和相关的分支电路，电工必须了解每个电路上的负载，以便正确配置每个保护装置和负载组合。电流互感器(CT)可在配电盘处的每个分支电路上安装并调试。每个安装的CT可操作以提供指示相应分支电路中的电流的电流输出信号。
[0005]CT通常包括降压比，其中测量的初级电流通过降压比被降压到次级电流，以产生可用于进一步分析和检查的更易管理和/或更安全的信号。CT可被配置成将电流降低到标准化值，诸如1或5安培。示例性降压比是240:5和120:1。CT通常包括由导电线的多个绕组围绕的导电芯。在这种情况下，导电芯承载初级电流，导电线承载次级电流，并且CT降压比与导电线的匝数有关。
[0006]先前型号的CT要求电流主动流经系统，以获得精确的测量结果。然而，当电路闭合和断开时，整个电气系统的部件都可能发生故障。因此，需要一种分支电路监测系统，其改进分析分支电路，以快速有效地识别所有条件下出现的问题。

技术实现思路

[0007]本公开总体上描述了一种被配置成感测电力电路中的两个或更多个电参数的监测系统。监测系统可包括电流互感器，该电流互感器被配置成感测第一电参数。第一电参数可以是电源电路导体中存在的电流。监测系统还可包括被配置成感测第二电参数的天线。第二电参数可以是由电源电路导体产生的电场，其中该电场与电源电路导体中存在的电势相关。天线可感测电源电路导体中存在的电势，而与电源电路导体中是否存在电流无关。监测系统还可包括感测模块，该感测模块包括具有外壳体壁和内壳体壁的壳体。内壳体壁可限定感测模块的内部开口，并且可被配置成允许电力电路的电源电路导体从中穿过。电流互感器可由感测模块的壳体支撑。
[0008]还描述了被配置成感测电力电路中的电参数的感测模块系统。感测模块系统可包括多个感测模块，其中多个感测模块中的每个感测模块被配置成感测电力电路的唯一电源电路导体的两个或更多个电参数。感测模块系统还可包括支撑多个感测模块的基座。感测模块中的每个感测模块可包括壳体，该壳体包括外壳体壁和内壳体壁。内壳体壁可限定感测模块的内部开口，并且可被配置成允许唯一电源电路导体从中穿过。多个感测模块中的
每个感测模块还可包括电流互感器，该电流互感器由壳体支撑并且被配置成感测第一电参数。第一电参数可以是穿过内部开口的唯一电源电路导体中存在的电流。多个感测模块还可包括由壳体支撑并被配置成感测第二电参数的天线。第二电参数可以是由唯一电源电路导体产生的电场，并且与唯一电源电路导体中存在的电势相关。天线可感测唯一电源电路导体中存在的电势，而与唯一电源电路导体中是否存在电流无关。
附图说明
[0009]以下附图说明了本专利技术的特定实施例，并因此不限制本专利技术的范围。图式未必按比例绘制(除非如此陈述)，且希望与下文的具体实施方式中的解释一起使用。下文将结合附图描述本专利技术的实施例，在附图中，相似的标记表示相似的元件。
[0010]图1示出了示例性断路器监测系统。
[0011]图2A至图2B提供了多个感测模块的示例性配置。
[0012]图3提供了示例性感测模块的横截面图。
[0013]图4A至图4D示出了感测模块的各种部件。
[0014]图5示出了示例性感测模块。
[0015]图6A和图6B提供了图3所示的示例性感测模块的各种视角。
具体实施方式
[0016]以下详细描述在本质上是实施例性的，且不希望以任何方式限制本专利技术的范围、适用性或配置。实际上，以下描述提供用于实施本专利技术的各种实施例的一些实际说明。本领域技术人员将认识到许多所述实施例具有各种合适的替代方案。
[0017]图1示出了可采用如本文所述的专利技术性感测模块的一个或多个实施例的断路器监测系统100的总体概述。断路器监测系统100可包括壳体105，其被配置成容纳一个或多个断路器配电板110等。一个或多个断路器配电板110可被配置成控制到一个或多个电路的功率流。配电板110可另外地从一条或多条电力线(诸如电力线114)馈送电力。如图所示，配电板110可被配置成经由导管106等从壳体105外部的电源接收电力。注意，取决于实施例，电力线114可包括多条电力线。电力线114可向配电板110提供交流电(AC)和/或直流电(DC)，诸如经由分支电路134向一个或多个负载140分配电力。在一些实施例中，电力线114可包括各种交流系统，诸如四线Y型系统、三线德尔塔系统、相间系统、单相系统或本领域普通技术人员已知的任何其他配置。例如，美国的许多家庭应用包括两条包含120伏的热电力线和一条中性线。
[0018]配电板110可包括主断路器120以及一个或多个分支断路器130。主断路器120可被配置成控制电力是否从电力线114流入配电板110。在其中电力线114包括多条线的实施例中，主断路器120可被配置成切断来自所有线的输入电力，对于每条相应的线可能有多个主断路器，等等。配电板110可另外包括一个或多个分支断路器130，其被配置成控制电力是否流向经由相应的单个分支电路134连接的各种负载，诸如负载140。负载140可包括本领域普通技术人员已知的任何负载，诸如一个或多个消耗电力来操作的装置(例如，一个或多个电机、灯、加热器、电子器件、压缩机、家用电器等)。注意，负载140可代表多个独立或从属装置，诸如房间中的多个灯、多个家用电器等。
[0019]分支电路134的数量可根据电路的数量、配电板110的大小、由配电板110供电的负载140的数量等而变化。在示例性实施例中，配电板110可被配置成容纳如图1所示的十六个电路，然而配电板110可被配置成容纳各种其他数量的电路，诸如24、48、72、96或本领域普通技术人员已知的任何数量。在一些实施例中，如图1所示，不是所有的分支断路器130都可连接到负载。例如，一个或多个分支电路可电连接到电源插座、开关等，其在某些点可能没有连接负载140和/或可能具有当前没有接收电力的负载140。
[0020]在一些实施例中，分支电路134中的一者或多者可包括一个或多个感测模块156。此外，即使没有在图1中明确示出，电力线114可包括一个或多个感测模块156，诸如用于每一相的感测模块等。如本文所述，感测模块156可包括电流互感器(CT)、天线、温度传感器和/或类似物。因此，感测模块156可被配置成感测和测量一个或多个电路参数，诸如电流、电场存在和/或强度、电势和/或热条件。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种被配置成感测电力电路中的两个或更多个电参数的监测系统，包括：电流互感器(CT)，所述电流互感器被配置成感测第一电参数，所述第一电参数是电源电路导体中存在的电流；以及天线，所述天线被配置成感测第二电参数，所述第二电参数是由所述电源电路导体产生的电场，所述电场与所述电源电路导体中存在的电势相关，由此所述天线感测所述电源电路导体中存在的所述电势，而与所述电源电路导体中是否存在电流无关。2.根据权利要求1所述的监测系统，其中所述电源电路导体是所述电力电路中的分支电路的导体。3.根据权利要求1或任一前述权利要求所述的监测系统，还包括感测模块，所述感测模块包括：壳体，所述壳体具有：外壳体壁，以及内壳体壁，所述内壳体壁限定所述感测模块的内部开口，所述内部开口被配置成允许所述电力电路的所述电源电路导体从中穿过；其中所述电流互感器由所述壳体支撑。4.根据权利要求3或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述天线由所述壳体支撑。5.根据权利要求4或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述天线环绕所述内部开口，并且所述CT环绕所述内部开口。6.根据权利要求5或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述天线定位在所述内壳体壁与所述CT之间。7.根据权利要求6或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述天线定位在所述CT与所述外壳体壁之间。8.根据权利要求4或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述天线环绕所述电源电路导体，并且所述天线定位在所述电源电路导体与所述内壳体壁之间。9.根据权利要求4或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述感测模块还包括一根或多根引线，所述一根或多根引线被配置成提供表示由所述感测模块测量的所述电参数中的至少一者的信号。10.根据权利要求9或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述一根或多根引线包括：CT引线，所述CT引线被配置成提供表示所述第二电参数的信号；以及天线引线，所述天线引线被配置成提供表示所述第二电参数的信号。11.根据权利要求9或任一前述权利要求所述的监测系统，还包括：多个感测模块，所述多个感测模块中的每个感测模块被配置成监测所述电力电路的唯一电源电路导体；以及基座，所述基座支撑所述多个感测模块并且包括公共通信端口；其中所述多个感测模块中的每个感测模块经由所述一根或多根引线通信地耦合到所述公共通信端口。
12.根据权利要求11或任一前述权利要求所述的监测系统，还包括监测系统，其中：所述监测系统通信地耦合到所述公共通信端口；并且所述多个感测模块经由所述公共通信端口与所述监测系统通信地耦合。13.根据权利要求1或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述天线固定到所述电源电路导体。14.根据权利要求1或任一前述权利要求所述的监测系统，还包括位于所述内部开口内的弹簧支承的舌部，所述弹簧支承的舌部被配置成将所述电源电路导体朝向所述内壳体壁推动。15.根据权利要求1或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述天线与所述电源电路导体电流隔离。16.根据权利要求1或任一前述权利要求所述的监测系统，还包括温度传感器，所述温度传感器被配置成测量第三电参数，所述第三电参数是所述电源电路导体的温度。17.根据权利要求16或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述温度传感器包括以下中的至少一者：热电偶、电阻温度装置、热敏电阻、红外辐射器、双金属装置、液体膨胀装置和硅二极管。18.根据权利要求16或任一前述权利要求所述的监测系统，还包括感测模块，所述感测模块包括：壳体，所述壳体具有：外壳体壁，以及内壳体壁，所述内壳体壁限定所述感测模块的内部开口，所述内部开口被配置成允许所述电力电路的电源电路导体从中穿过；其中所述电流互感器和所述温度传感器由所述壳体支撑，所述温度传感器被支撑在所述内壳体壁附近。19.根据权利要求18或任一前述权利要求所述的监测系统，其中所述温度传感器位于所述内部开口内。20.一种感测模块系统，所述感测模块系统被配置成感测电力电路中的电参数，包括：多个感测模块，所述多个感测模块中的每个感测模块被配置成感测所述电力电路的唯一电源电路导体的两个或更多个电参数，所述多个感测模块中的每个感测模块包括：壳体，所述壳体包括：外壳体壁，内壳体壁，所述内壳体壁限定所述感测模块的内部开口，所述内部开口被配置成允许所述唯一电源电路导体从中穿过；电流互感器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：阿诺德马迪克斯美国公司，
类型：发明
国别省市：