[发明专利]电流传感器及装有此种传感器的电气装置

说明书

本发明涉及一种电气装置的感应式电流传感器，该传感器包括：一个磁路和一个导体，该磁路的一部分用作一个磁场检测器元件例如检测器线圈的支承件，该导体由所述磁路所环绕并通过待检测的电流。还涉及装有这样一个或多个传感器的电气装置。

上述类型的电流传感器是公知的并用于诸如电路断路器、过电流继电器或速度控制器等电力装置中，用于检测过电流以便可以断开连到电气装置上的电源。

当组装该装置时，假如能将电流导线很容易地插入在传感器中是很有益的。然而，在大多数情况下，各电流传感器包含一个封闭磁路，导线必须置入该封闭磁路中，因此使组装困难。此外，根据可以连接的负载，保护装置可能需要不同的传感器，并且希望要么在制造装置的过程中要么在其安装过程中传感器适应于其各种应用场合。

当利用一电流互感器构成所述类型的电流传感器时，磁路材料呈现较强的磁导率，通常大于5000。在这种情况下，电流互感器对干扰是很灵敏的，以及当希望利用一可分开的元件制作磁路时，形成在可分开元件与固定元件连接处的乱真间隙对测量产生坏的影响。

当利用茹科夫斯基铁芯(Rogowski core)构成电流传感器时，磁导率的数量级为1，二次绕组装置要求很多的匝数，这样就难于将它们配置在可分开元件上。此外，为了保证对电磁干扰的抗干扰能力，必须在铁芯上连续地缠绕线圈。

本发明的目的在于减少乱真间隙或外部干扰对电气装置电流传感器的影响。还有一个目的是便于电流传感器在电气装置中的组装以及改进所述电气装置对各种不同的负载特性的适应能力。

根据本发明，磁路包括一个开路磁路部分以及一个与该开路的磁路部分相分离的磁路部分，该磁路部分装有检测元件，两个磁路部分中的至少一个是由低磁导率材料构成的。所述磁导率可以在5到100之间，最好在8到30之间。因此，磁路的间隙可以认为是沿磁路延伸，传感器对于在磁路的可分开部分和开路部分之间的界面处可以观察到的任何乱真间隙敏感度很低。

本发明的电气装置装有至少一个这样的电流传感器，该电流传感器的开路磁路部分永久性地设置在装置的壳体中，而其闭合用可分开磁路部分或者固定到一个印刷电路板上，该电路板包括一个用于处理由检测器元件传送的电信号的电路，所述处理电路在检测到一过电流时产生一跳闸信号，或者该磁路部分固定到一个可由壳体卸下的部分或盖板上，所述部分或盖板最好在可分开磁路部分侧装有这样一种印刷电路板。

应当理解，永久性开路磁路部分最好属于装置的下部通用部分，而可分开的闭合磁路部分可以属于一个根据装置的一个额定值特别是电流额定值专门设计的电子处理部件。换句话说，可以将各个适于不同电气装置尺寸的不同的电子处理部件装到电气装置的一个不变的底部部分上。可由制造商或用户进行这种组装操作。    

通过参照附图阅读一个实施例的如下说明，可解释本发明的各种特征和优点，其中

图1是本发明电感式电流传感器的示意图；

图2是装在本发明装置上的一个传感器的断面图；

图3表示一接触器断路器装置的示意图。

电流传感器20安装在一个低压电气装置的绝缘壳体10中，该壳体具有一操作者可由外侧接近的正面11。

传感器20包含一个开路的固定磁路21，它可以呈例如U形或L形，利用适当的装置固定在装置的壳体10中；还包含一个分立的附加磁路22，例如由一托板(pallet)构成，以便为了形成一个对于磁通设有标称间隙(nominalgap)的磁通路径而桥接到固定磁路上。当磁路21为L形时，磁路22可以具有相同的L形。一属于装置的低频(例如50或60赫)电流通路的电力导线23插入所述装置中的固定磁路21的孔24中，并由定位装置在准确确定的位置上保持就位。绕在与分立磁路22相关连的线圈框架25a上的线圈25装接在所述壳体前壁11侧的印刷电路板26上，而电路板本身固定到绝缘材料构成的可卸下的盖板或壳体27上，且可从壳体外侧接近。该盖板27可以构成壳体正面的一部分(见图2)。磁路22通过支脚28固定到电路板26上。磁路21、22具有低的磁导率，最好处在8到30之间，为此用羰基铁基材料或别种低磁导率的类似材料构成。一个弹性元件12可以置于开始磁路21和壳体之间，与该磁路21的未示出的挡块相结合以便有助于降低乱真间隙(spurious gap)e或e′。

根据这种情况，磁路21、22两者都由低磁导率材料构成，或者只有所述磁路21、22其中之一由这种材料构成。将会看到，电流测量对于微小的乱真间隙e和e′是不敏感的。