專利名稱：電流監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電流監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
在目前的低壓電器中，可以采用三段保護(LSI)，S卩，過載長延時保護、短路短延時保護和短路瞬動保護，實現(xiàn)配電系統(tǒng)安全運行。但是，傳統(tǒng)的實現(xiàn)LSI保護的方式通常使用雙金屬片和螺線管來實現(xiàn)。監(jiān)控電流的精度較差，并且電流等級不能整定，上下級的配合不是很精確。而且，在終端配電系統(tǒng)中，通常會出現(xiàn)越級跳閘的問題，導(dǎo)致供電連續(xù)性無法得到保證。 傳統(tǒng)的電流互感器的結(jié)構(gòu)一般為將使ー個銅排穿過ー個霍爾傳感器，從而監(jiān)控電流。但是由于低壓配電中直流電三段式保護需要保護的電流范圍很廣才能實現(xiàn)過載保護、短路短延時保護、短路瞬時保護，所以測量電流精度的范圍要大。例如，對于1250A的額定電流斷路器來說，需要保護電流范圍從600A到36kA，現(xiàn)有的霍爾傳感器不能監(jiān)控這么寬廣的范圍，常出現(xiàn)霍爾傳感器損壞或整個電流互感器無法實現(xiàn)功能的問題，所以霍爾傳感器多用作額定電流的測量。另外，在空氣斷路器和塑殼短路中要實現(xiàn)帶電子式控制器的配電保護，需要采用具有高精度和高穩(wěn)定性的電流監(jiān)控裝置用于終端配電系統(tǒng)、空氣斷路器和塑殼短路。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種精確地監(jiān)控電流的電流監(jiān)控裝置。本實用新型的另一目的是提供一種保證其中的霍爾傳感器在最大短路電流的情況下不損害的電流監(jiān)控裝置。根據(jù)本實用新型的ー個方面，提供ー種電流監(jiān)控裝置。該電流監(jiān)控裝置包括第一電流排和霍爾傳感器?；魻杺鞲衅髟O(shè)置于所述第一電流排。該電流監(jiān)控裝置還包括第二電流排，所述第二電流排設(shè)置在所述第一電流排的外表面上，所述霍爾傳感器監(jiān)控流過所述第二電流排的電流。采用本實用新型的電流監(jiān)控裝置，能夠匹配直流電三段保護的多種電流水平從而增強斷路器保護的選擇性，改善供電連續(xù)性以及電流監(jiān)控的精確度，同時也能夠增強高電流下的霍爾傳感器的耐久性和測量精度。由此，降低了電流監(jiān)控的成本，提高了產(chǎn)品測量精度以及整個裝置的尺寸。根據(jù)本實用新型的另一方面，該第二電流排穿過霍爾傳感器的主體，以使霍爾傳感器套在第二電流排上。所述第二電流排采用彎折的形狀穿過所述霍爾傳感器的主體。由此，該霍爾傳感器能夠精確地監(jiān)控流過第二電流排的電流，同時也確保霍爾傳感器不被過大的電流損壞。根據(jù)本實用新型的另一方面，該第二電流排通過鉚接的方式連接至第一電流排。在ー個方面，對所述第二電流排與第一電流排之間的鉚接點進行焊接，從而能夠減小接觸電阻。[0010]根據(jù)本實用新型的另一方面，該霍爾傳感器采用閉環(huán)的類型，這種類型的傳感器能夠提高測量精度及提高抗干擾性。也可以根據(jù)額定電流的大小，選擇相對應(yīng)的霍爾傳感器。由此減少霍爾傳感器被損壞的風(fēng)險。根據(jù)本實用新型的另一方面，第一電流排和第二電流排的橫截面積是根據(jù)額定電流的大小進行選擇的，從而配置不同的電流分流比。第一電流排與第二電流排的橫截面積的比為最大短路保護電流與所述額定電流的比值。霍爾傳感器所檢測到的信號被傳送至所述直流電三段保護的控制器，從而進行采樣、計算和控制處理。該控制器由此算出所述第一電流排的實際電流，從而實現(xiàn)不同的配電保護。根據(jù)本實用新型的ー個方面，該第一電流排采用銅排，第二電流排采用銅排，從而降低電流排的電阻。根據(jù)本實用新型的另一方面，該電流監(jiān)控裝置還可以包括額外的霍爾傳感器。所述額外霍爾傳感器套設(shè)在所述第一電流排上。采用兩個霍爾傳感器的方案可以人為地將測 量電流范圍分為兩部分，由此相比較于采用一個霍爾傳感器的方案來說提高每個部分的測
量精度。根據(jù)本實用新型的另一方面，該第一電流排采用錳銅分流器，電壓測量裝置連接至所述錳銅分流器，當(dāng)電流超過門限值時，采用電壓測量裝置對所述錳銅分流器的電壓進行測量。在采用錳銅分流器的情況下，當(dāng)大電流流過整個電流監(jiān)控裝置時，該裝置產(chǎn)生的溫升，由于錳銅分流器具有低的電阻溫度系數(shù)。錳銅分流器的電阻率基本上不會由于電流流過導(dǎo)致的溫度増加而受到不利的影響，而是大概呈現(xiàn)線性的關(guān)系增加，這樣能夠在大電流 時，不會影響設(shè)計的變比關(guān)系。在大電流的情況下仍然能夠精確測量電流。超過門限值時仍然能夠測量電流。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過下述詳細說明將清楚地了解本實用新型的這些和其他目的、特征、方面和優(yōu)勢，下述詳細說明結(jié)合附圖公開了本實用新型的優(yōu)選實施例。
下面將參照附圖說明本實用新型的選定實施例。這里所述的附圖僅僅是示意性的目的，并不意在以任何方式限制本公開的范圍。附圖是本公開內(nèi)容的選定教導(dǎo)的示例，也沒有示出所有可能的實施方式。圖I示出傳統(tǒng)電流互感器的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖2示出根據(jù)本實用新型的第一實施例的電流監(jiān)控裝置的透視圖。圖3示出圖2所示的電流監(jiān)控裝置的分解視圖。圖4示出根據(jù)本實用新型的第二實施例的電流監(jiān)控裝置的透視圖。圖5示出根據(jù)本實用新型的第三實施例的電流監(jiān)控裝置的透視圖。
具體實施方式
首先，將參照圖I說明傳統(tǒng)電流互感器的結(jié)構(gòu)。如圖I所示，傳統(tǒng)的電流互感器中只設(shè)置有一個銅排和ー個霍爾傳感器，該銅排直接穿過該霍爾傳感器的中心部分設(shè)置。該傳統(tǒng)電流互感器的缺陷在于，霍爾傳感器所能監(jiān)控的范圍不是特別大，所以在電流不穩(wěn)定的情況下常出現(xiàn)霍爾傳感器損壞或整個電流互感器無法實現(xiàn)功能的問題。下面將參照附圖說明根據(jù)本實用新型的電流監(jiān)控裝置的第一實施例。該實施例的電流監(jiān)控裝置可應(yīng)用至直流電三段保護，也可以應(yīng)用于不同的直流監(jiān)控場合，例如計量和顯示電流等的場合。圖2示出根據(jù)本實用新型的第一實施例的電流監(jiān)控裝置10的透視圖。如圖2所示，電流流動通過該電流監(jiān)控裝置10。該電流監(jiān)控裝置10包括第一電流排I、第二電流排2和霍爾傳感器3?；魻杺?感器3設(shè)置于第一電流排I處，第二電流排2設(shè)置在第一電流排I的外表面上。在該第一實施例中，第二電流排2穿過霍爾傳感器3的主體，由此使得霍爾傳感器3能夠套設(shè)在第二電流排2上，從而監(jiān)控流過該第二電流排2的電流。第一電流排I、第二電流排2和霍爾傳感器3的結(jié)構(gòu)和形狀也示出在圖3的分解透視圖中，同時圖3也示出兩個屏蔽罩殼，用于提高霍爾傳感器3的抗干擾性。當(dāng)電流流過該電流監(jiān)控裝置10時，由于第二電流排2相當(dāng)于并聯(lián)在第一電流排I上，所以最大短路保護電流I分為Il和12，Il流經(jīng)第一電流排1，12流經(jīng)第二電流排2，I的值即為Il和12的和。因此，僅需要ー個較小規(guī)格的霍爾傳感器3即能夠?qū)崿F(xiàn)對12的監(jiān)控。當(dāng)?shù)玫?2的監(jiān)控值時，將信號傳送給LSI三段保護的控制器進行采樣、計算和控制處理，該控制器會根據(jù)電流監(jiān)控的設(shè)計分流變比關(guān)系，反算出第一電流排的實際電流，從而實現(xiàn)不同的配電保護。在第二電流排2穿過霍爾傳感器3的結(jié)構(gòu)中，第二電流排2可以采用彎折的形狀穿過該霍爾傳感器3的主體。這種彎折的形狀可以采用直角、圓角的方式彎折，或者采用三角形、曲線、方形等的彎折結(jié)構(gòu)穿過霍爾傳感器3。該第二電流排2通過鉚接的方式例如采用鉚釘連接至第一電流排的外表面。在一項優(yōu)選實施例中，對該鉚接點進行進一步的焊接，這樣能夠減小接觸電阻。該霍爾傳感器3采用閉環(huán)的類型。這種類型的霍爾傳感器具有很強的抗干擾能力，并且具有高精度。在本實用新型中，霍爾傳感器的主要功能是監(jiān)控和測量電流，因此需要使得霍爾傳感器不會在最大短路電流的情況下?lián)p壞。在霍爾傳感器的額定檢測電流范圍之內(nèi)(O. IIn I. 51η)，霍爾傳感器的標(biāo)稱精度(比如1% )都能夠滿足要求。根據(jù)不同的額定電流的范圍，例如，開關(guān)具有不同的額定電流，所選擇的霍爾傳感器也是不一樣的。例如，如果開關(guān)的額定電流有800A、1000A、1250A、1600A、2000A、2500A、3200A、4000A，那么可以選擇三種不同規(guī)格的霍爾傳感器，其中設(shè)計成不同額定電流共用一種電流監(jiān)控裝置，800A、1000A、1250A 是一組，1600A、2000A、2500A 是一組，3200A、4000A 是ー組，同吋，也相應(yīng)地選擇具有不同橫截面積的第一電流排和第二電流排。對于第一電流排I和第二電流排2的橫截面積來說，可以根據(jù)下述公式(I)和(2)計算第一電流排I與第二電流排2的橫截面積比系數(shù)K =最大短路保護電流/霍爾傳感器額定電流(I)第一電流排的橫截面積=第二電流排的橫截面積/系數(shù)K(2)在本實用新型的實施例中，第一電流排采用銅排制成，第二電流排采用銅排制成，由此能夠降低電流排的電阻。采用本實用新型的實施例的電流監(jiān)控，在應(yīng)用至直流電三段保護的情況下，能夠匹配直流電三段保護的多種電流水平從而增強斷路器保護的選擇性，改善供電連續(xù)性，以及電流監(jiān)控的精確度和穩(wěn)定性，同時也能夠增強高電流下的霍爾傳感器的耐久性。由此，降低了直流電三段保護的成本以及整個裝置的尺寸。下面將參照圖4說明根據(jù)本實用新型的第二實施例的電流監(jiān)控裝置。圖4示出根據(jù)該實施例的電流監(jiān)控裝置的透視圖。在該實施例中，如圖4所示，除了第一電流排I、第二電流排2和與前述實施例相同的霍爾傳感器3之外，該電流監(jiān)控裝置還包括另一個額外的霍爾傳感器31。該額外的霍爾傳感器31套在第一電流排I上，也可以同時套在第一電流排I和第二電流排2上。在該實施例中，第一電流排I和第二電流排2仍然采用銅排。該實施例中的一個霍爾傳感器31的輸出信號用于三倍額定電流以內(nèi)的信號測量，另一個霍爾傳感器31的輸出信號用于三倍額定電流以上的信號測量。采用兩個霍爾傳感器的方案的優(yōu)勢在于，人為地將測量電流范圍分為兩部分，由此相比較于采用一個霍爾傳感器的方案來說提高每個部分的測量精度。下面將參照圖5說明根據(jù)本實用新型的第三實施例的電流監(jiān)控裝置。圖5示出根據(jù)該實施例的電流監(jiān)控裝置的透視圖。在本實用新型的該項實施例中，第一電流排11采用錳銅分流器，同時，將一電壓測量裝置連接至該錳銅分流器。在使用錳銅分流器的情況下，當(dāng)大電流流過第一電流排11 時，輸出可進行測量計算的電壓信號幅值。該電壓信號幅值與流過第一電流排11的電流成比例。通過外接直流電三段保護的控制器，配置輸出的電壓信號幅值大于設(shè)定值時，可以采用電壓測量裝置對錳銅分流器的電壓進行測量，由此采用錳銅分流器的信號。而輸出的電壓信號幅值小于設(shè)定值時，采用霍爾傳感器的輸出信號。由此，可以有效地保證在大電流時霍爾傳感器受到的干擾最小，提高產(chǎn)品的可靠性和抗干 擾性。同時，如本實用新型的第一實施例的其他結(jié)構(gòu)那樣，除了第一電流排11采用錳銅分流器之外，該電流監(jiān)控裝置還包括第二電流排2和霍爾傳感器3?；魻杺鞲衅髟O(shè)置于錳銅分流器，第二電流排2設(shè)置在錳銅分流器11的外表面上。第二電流排穿過霍爾傳感器的主體，由此使得霍爾傳感器3能夠套設(shè)在第二電流排2上，從而監(jiān)控流過該第二電流排2的電流。當(dāng)電流沒有超過設(shè)定值時，采用霍爾傳感器測量第二電流排上的電流并進而推算出流經(jīng)電流監(jiān)控裝置的電流；當(dāng)電流超過設(shè)定值時，改用電壓測量的方式測量錳銅分流器上的電壓從而得出流經(jīng)電流監(jiān)控裝置的電流，由此防止超過設(shè)定值的電流導(dǎo)致霍爾傳感器損壞。該設(shè)定值可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要進行設(shè)定。雖然上面已經(jīng)通過對本發(fā)明的多個實施例的描述說明了電流監(jiān)控裝置，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型在應(yīng)用過程中并不限制于如上描述中提出的或者在附圖中示出的結(jié)構(gòu)的細節(jié)和部件的配置。本實用新型也可以采用除了上述實施例之外的實施例，并能夠以不同方式實施和進行。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此采用的措辭和術(shù)語以及概要是為了描述的目的，而不是對本實用新型進行任何限定。在這里使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定例子的目的，并不意在為限制性的。如在這里使用的，“一”和“所述”可以意在包括多個，除非上下文另有清楚說明。術(shù)語“包括”、 “具有”是開放式的，因此指定聲稱的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或者加入。 在這里描述的方法步驟、工藝和操作不應(yīng)理解為必須需要它們以討論或者示出的特定的順序來執(zhí)行，除非特別說明了執(zhí)行順序。還可以理解，其它或者替代的步驟也可以采用。 空間相對性術(shù)語，例如“內(nèi)”、“外”、“之下”、“下面”、“下”、“上方”、“上”等在這里可以為了便于描述而使用以描述一個元件或者特征相對于如圖所示的另一元件或特征的關(guān)系?？臻g相對性術(shù)語可以意在包括除了圖中描述的方向之外的在使用或者操作中不同的裝置方向。例如，如果在圖中的裝置被倒過來，描述為在其它元件或者特征“下面”或者“之下”的元件將然后取向為在其它元件或者特征“上方”。這樣，示例性的術(shù)語“下面”可以包括上方和下面兩種方向。裝置可以其它取 向(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它的方向)，在此使用的空間相對性描述語言將進行相應(yīng)的解釋。
權(quán)利要求1.ー種電流監(jiān)控裝置，所述電流監(jiān)控裝置包括第一電流排和霍爾傳感器，所述霍爾傳感器設(shè)置于所述第一電流排，其特征在于，所述電流監(jiān)控裝置還包括第二電流排，所述第二電流排設(shè)置在所述第一電流排的外表面上，所述霍爾傳感器監(jiān)控流過所述第二電流排的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第二電流排穿過所述霍爾傳感器的主體，以使所述霍爾傳感器套設(shè)在所述第二電流排上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第二電流排采用彎折的形狀穿過所述霍爾傳感器的主體。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任ー項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第二電流排通過鉚接、焊接的方式連接至所述第一電流排。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在干，對所述第二電流排與第一電流排之間的鉚接點進行焊接。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任一項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述霍爾傳感器采用閉環(huán)的類型。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任ー項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，根據(jù)產(chǎn)品的額定電流的大小，選擇相對應(yīng)的霍爾傳感器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任一項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，根據(jù)產(chǎn)品的額定電流的大小，選擇相對應(yīng)的第一電流排和第ニ電流排的橫截面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第一電流排與所述第二電流排的橫截面積的比為最大短路保護電流與所述額定電流的比值。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任ー項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述霍爾傳感器所檢測到的信號被傳送至直流電三段保護的控制器，從而進行采樣、計算和控制處理，所述控制器由此算出所述第一電流排的實際電流。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任ー項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述電流監(jiān)控裝置還包括額外霍爾傳感器，所述額外霍爾傳感器套設(shè)在所述第一電流排上。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任ー項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第一電流排采用銅排，所述第二電流排采用銅排。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3任ー項所述的電流監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第一電流排采用錳銅分流器，電壓測量裝置連接至所述錳銅分流器，當(dāng)電流超過門限值時，采用所述電壓測量裝置對所述錳銅分流器的電壓進行測量。
專利摘要本實用新型公開一種電流監(jiān)控裝置。該電流監(jiān)控裝置包括第一電流排主電流承載銅排和霍爾傳感器?；魻杺鞲衅髟O(shè)置于第一電流排主電流承載銅排。所述電流監(jiān)控裝置還包括第二電流排，所述第二電流排設(shè)置在所述第一電流排的外表面上。所述霍爾傳感器檢測流過所述第二電流排的電流。采用這種電流監(jiān)控裝置，能夠高精確度地測量電流，同時降低成本，保持高穩(wěn)定性。
文檔編號G01R15/20GK202471801SQ20112056710
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者吳蔚, 朱源 申請人:施耐德電器工業(yè)公司