[发明专利]具有嵌入式电压场检测和热感测的电流互感器

说明书

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。

相关申请

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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

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。

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

以下附图说明了本发明的特定实施例，并因此不限制本发明的范围。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发明的实施例，在附图中，相似的标记表示相似的元件。

图1示出了示例性断路器监测系统。

图2A至图2B提供了多个感测模块的示例性配置。