[发明专利]检测直流或交流电流的设备、包括其的模块和保护单元

说明书

本发明涉及一种用于检测在电气设施的电力线中流动的直流或交流电流的设备，该设备包括与交流电流传感器相关联的直流电流传感器和电流测量电路。本发明还涉及用于防止电气故障的模块以及电气保护装置。

技术领域

本发明涉及用于检测由于电气设施中的隔离故障而在该设施的电力线中流动的直流或交流电流的设备。

本发明还涉及用于防止电气故障的模块以及电气保护装置。

背景技术

用于检测故障电流的设备非常广泛地用在通过交流电流网络供电的电气设施中。这些设备的功能是检测通常在电网和设施的地(earth or ground)之间流动的任何故障电流，也称为泄漏电流。故障电流是网络相对于地的隔离缺陷的出现，且必须在损坏发生前消除。这些设备形成工业或家用电气设施的一部分。

随着电子负载(例如电动车充电站或通过光伏板发电)的发展，故障电流的性质已发生变化：电子整流器和电压或频率转换器的存在导致连续或脉冲故障电流的存在。因此，有必要安装适用于检测任何类型的交流电流的保护设备，无论是连续的还是脉冲的。这种设备必须在能够检测高频下的高幅度电流的同时也能够检测小幅度的故障电流以保护人员，例如，在50Hz的电网频率下幅度为30mA的电流。然而，无论要检测的电流频率如何，这种设备都必须在电流幅度超过上限时保持工作状态，以产生警报，并且如果有必要，激活有故障的电路部分的断开。

专利申请EP 0356248 A1描述了一种直流电流传感器，其使用基于磁芯的受控饱和的磁通门技术来操作。这种类型的传感器具有在相对较宽频率范围内检测低强度直流或交流电流的能力。然而，在给定幅度电平以上，待测电流干扰磁芯的受控饱和，这使得检测系统不起作用。

文献DE 10128311 A1描述了一种直流电流传感器，其使用两个磁路：第一磁路用作待测电流的变压器，第二磁路用于从测量信号中减去由待测电流产生的高频分量和180°相移分量组成的信号。这种传感器能够检测频率范围从连续变化到10kHz并且幅度在10mA和400mA之间的电流。

专利申请EP 1533880 A1描述了一种使用磁路的故障电流传感器，当故障电流包含大于激励频率的一半的频率时，磁路的激励频率可以变化以避免谐振效应。

专利申请EP 3232526 A1描述了一种用于检测故障电流的设备，该设备具有用于通过叠加在故障电流上的高频电流来检测磁路饱和的系统。

本发明涉及一种用于检测直流或交流电流的设备，该设备能够检测那些比根据现有技术文献能够实现的幅度和频率范围更大的幅度和频率范围内的电流。

发明内容

为此，本发明涉及一种用于检测直流或交流电流的设备，包括：

-直流电流传感器，包括：

-第一磁路，至少一个电流导体穿过该第一磁路，待检测故障电流在该电流导体中流动，所述电流导体形成第一初级电路，

-第一绕组，缠绕在所述第一磁路周围，以形成第一次级电路并提供表示故障电流的第一信号，以及

-生成器，连接到第一绕组的端子，以产生用于激励第一磁路的交流

电流，以及

-电流测量电路，

-交流电流传感器，其包括第二磁路，第二绕组缠绕在该第二磁路周围，以提供表示在电流导体中流动的故障电流的第二信号，所述第二绕组与第一绕组和电流测量电路串联连接，该电流导体穿过所述第二磁路，故障电流在该电流导体中流动，所述电流导体形成第二初级电路。

有利地，连接第一绕组和第二绕组，使得表示在电流导体中流动的故障电流的第一信号和第二信号同相。