[发明专利]用于测量电流的设备和组件

说明书

技术领域

本发明涉及测量电缆中流动的电流的领域。

本发明的目的更尤其是提供一种用于测量在电缆中流动的电流的设备，包括用于确保柔性Rogowski线圈能够占据打开位置和闭合位置的装置，在该打开位置该线圈能够绕电缆接合，而在闭合位置，该线圈设计成环绕该电缆。

本发明还涉及用于测量这个电流的组件，其包括至少一个测量设备，并且涉及包括至少一个这种测量传感器的用于测量功率和能量的装置。

背景技术

存在多种用于测量电缆中流动的电流的测量传感器，该测量传感器可以配合在电缆的周围，而不需要中断电力配送或者在电气设备上执行任何操作。这种传感器作为电流互感器，利用电流在电缆中流动所产生的磁场。更精确地说，实际上，电缆构成互感器的初级，虽然它没有正确配备初级绕组：初级的螺旋是通过电缆穿过所构成的，在该电缆中流动着要在互感器次级中测量的电流。

互感器次级对于它来说可以由多种方式形成。第一种方案在于将磁路缠绕在电缆上，并且若干圈的线圈围绕磁路缠绕。磁路可以制成单个部件，但是这就需要断开电缆，以将互感器次级接合在电缆上，然后电缆必须再次连接。这些任务是繁琐的并且不是非常可靠。

如在文件US-A-4048605中所描述的，另一种结构在于提供磁路，该磁路为铰接的两个部件，以便在电缆配合在磁路内侧时彼此远离，并且然后彼此再次闭合，以便在工作位置，磁路完好闭合。这种结构通常用在钳式安培计的领域。

但是，这种类型的结构存在主要缺点，即：作为两个刚性部件的磁路的打开需要复杂的机械装置，并且两个开口区域对外源或内源的磁场非常敏感，并因此使得初级电流的测量出现误差。此外，组件的刚性和尺寸阻止了对一些测量场合的特定接近性。对于更大直径的磁路来说，尤其是根据电缆的直径，结构的重量也构成缺点。

通过形成测量传感器的一部分的测量部件形成电流互感器的次级的第二方案在于利用Rogowski线圈。以公知的方式，后者由螺旋线绕组构成，该绕组的一端经由绕组的中心返回到另一端，使得两个端子处于绕组的相同端。以这种方式形成的线圈围绕电缆定位。绕组中感应的电压例如与电缆中电流的变化率(导数)成比例。Rogowski线圈通常以高输入阻抗连接到电气(或电子)集成电路，以便提供与电路成比例的输出信号。

文件US-B2-7253603描述了一种实现刚性Rogowski线圈的方案。线圈恒定地采用在电缆方向上不是平的而是螺旋的形状，使得线圈的两端不重合，相反偏离，以限定一个足够的空间，使得电缆能够接合在这个螺旋线圈内。

文件EP-A1-0999565和US-A1-3343052对他们而言描述了能够利用柔性的和开口的Rogowski线圈的方案，该线圈通过线圈的变型易于在闭合位置和打开位置之间变化，在所述打开位置，该线圈围绕其中流动要被测量的电流的电缆，而在打开位置，是电缆能够接合在线圈内侧。将线圈固定在闭合位置是通过闭合机构，例如通过高速卡扣紧固，如凸/凹型接合装置来执行的。但是，这种闭合机构的存在需要在其自由端的位置处直接在线圈上的手动操作，以固定或释放闭合机构，以便通过手动操纵至少一个自由端在其闭合位置和打开位置之间手动变形线圈。这些在闭合机构上的手动作用和线圈的所述至少一个自由端的手动操纵是精密的、苛刻的并且实际上不易于完成，尤其在对测量有限接近性的情况下。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种用于测量在电缆中流动的电流的设备来减轻这些缺陷，根据本发明的装置使得测量更容易执行。

根据本发明，在用于测量电缆中流动的电流的设备中，包括确定柔性Rogowski线圈能够占据打开位置和闭合位置的装置，在打开位置，使得该线圈能够绕电缆接合，而在闭合位置，该线圈被设计成环绕电缆，所述设备包括致动装置，该致动装置被设计成使得所述线圈从一个位置移动到另一个位置。

有利地是，所述致动装置包括两个铰接爪，线圈固定在该铰接爪上，该铰接爪能够占据分离位置和接触位置，以将线圈分别定位在打开位置和闭合位置。

线圈优选地配合在固定安装于铰接爪上的支撑件上。该支撑件优选地由固定到爪上的柔性护套(trunking)形成。

复位弹簧有利地将爪偏压向它们的接触位置，以确保线圈至少部分自动闭合。

爪优选地配备有间隔元件，该间隔元件被构造成使得在发生电缆接合时将电缆在所述间隔元件上沿着线圈的内侧的方向施加的力转变成爪的分离运动。间隔元件优选地各自包括斜面，该斜面相对于电缆朝向线圈内部的接合运动的期望方向倾斜。