[发明专利]具有用于测量断路器的导线中的电流的罗氏电流互感器的断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种断路器，尤其是低压断路器，该断路器包括至少一个罗氏电流互感器用于测量该断路器的导线的电流，其中，该罗氏电流互感器包括至少三个电串联的并且布置成为一个封闭的多边形的部分线圈，其中，在这个封闭的多边形的拐角区域中，每两个部分线圈(2)形成一个不被这些部分线圈占据的连接区域。 

背景技术

在工业自动化技术和建筑工程技术领域，要求带有电子脱扣单元的低压断路器不仅要有保护功能，而且在未来要有加强的并且准确的测量功能。保护功能应该不仅在断路器多相运行时激活，而且也应该在断路器单相运行时激活。因此，为了给这种电子脱扣单元供应能量，可以考虑使用具有铁心的电流互感器。 

为了非饱和地(也就是说无消耗地)测量断路器的导线中的电流，优选地使用罗氏电流互感器(罗氏线圈)。罗氏电流互感器是空气线圈，或者是具有其渗透性类似于空气(相对渗透率μ_r＝1)的芯的电流互感器。罗氏电流互感器(罗氏线圈)的输出信号是与穿过导线的电流的随时间的变化成比例的电压，该导线是指该罗氏电流互感器(罗氏线圈)完全包围住的导线。 

由EP 1596206B1已知了一种用于测量断路器的导线中的电流的电流互感器，其应用多个电串联的部分线圈(部分绕组)来测量电流。 

发明内容

本发明的目的是，为断路器提供一种由部分线圈构成的、成本低的电流互感器，并且该电流互感器具有高的测量精度。 

该目的通过一种根据权利要求1所述的装置来实现，也就是说通过一种断路器，尤其是低压断路器来实现，该断路器包括至少一个罗氏电流互感器用于测量该断路器的导线的电流，其中，该罗氏电流互感器包括至少三个电串联的并且布置成为一个封闭的多边形的部分线圈，其中，在这个封闭的多边形的拐角区域中，每两个部分线圈形成一个不被部分线圈占据的连接区域，其中，至少一个所形成的连接区域具有铁磁性材料用于为该连接区域屏蔽干扰磁场。 

本发明的有利的改进方案在从属权利要求2至16中给出。 

相比环形铁心罗氏电流互感器，生产由线性的部分线圈构成的罗氏电流互感器明显更容易并且成本更低。由线性的(直线的)部分线圈构成的罗氏电流互感器的一大缺点是，在线性的部分线圈的连接位置区域(连接区域)中，由电流在所观察的导线中产生的磁场不能被完全检测到，并且因此不能准确地测量出导线中的电流。此外，因为在导线的连接区域上存在未被检测到的磁场，所以干扰磁场会对输出信号(罗氏线圈的输出电压)造成明显更大的影响。干扰磁场在这里尤其是指不是由要测量的电流在断路器的当前主要电流路径(导线)中产生的磁场。这种干扰磁场的源头和起因是例如断路器的相邻极中的电流(外部极影响或者外部磁场影响)。 

通过这种铁磁性材料，连接区域(围绕着连接位置的区域)优选地形成几乎相同的磁势能。可以在这个没有被罗氏电流互感器的部分线圈检测 到的区域内通过采用铁磁性材料明显降低磁场强度(磁场强度)或者说磁压，并且几乎将其调节为零。 

每个部分线圈具有两个端部，它们优选地相互面对设置。该端部优选地由部分线圈的横侧形成，从而每个部分线圈包括两个端部。在考虑这个封闭的多边形时，连接区域尤其是通过部分线圈的端部来限定。在此，各一个连接区域邻接于两个相邻部分线圈的两个端部。因此，该连接区域优选地分别是在考虑多边形的一个角的情况下被这两个部分线圈留在外面的区域。通过两个相邻部分线圈的两个邻接的端部限定一个连接位置，并且因此限定连接区域，其优选地包含铁磁性材料。 

优选地，所有连接区域都具有一种铁磁性材料，从而在所有连接区域上都能够屏蔽干扰磁场。这种铁磁性材料还优选地完全填充各个连接区域，从而为连接区域完全屏蔽干扰磁场。同样可以考虑的是，只让一部分连接区域填充铁磁性材料，从而仅仅为一部分连接区域屏蔽干扰磁场。铁磁性材料优选地至少部分地覆盖邻接的部分线圈的横侧。 

因此，这种电流互感器的一个很大的优点在于，通过在连接区域中使用铁磁性材料，使得那里只能形成极小的磁场强度或者说极小的磁压。被测量电流的导线的磁场强度应该几乎完全集中在部分线圈的区域，并且被罗氏电流互感器完全检测到。因此罗氏电流互感器在断路器中不仅可以用于保护的目的，还可以用于准确测量的目的。 

该测量系统的一个部分线圈在此优选地包括一个在由一种塑料制成的支架上缠绕的线圈，其具有类似于空气的渗透性(μ_r＝1)。