混合流传感器和用于装配所述传感器的方法与流程

本发明涉及混合流传感器(mixed current sensor)，该混合流传感器包括位于机壳中的具有缠绕磁路的线圈的磁流传感器和包括罗戈夫斯基(Rogowski)线圈的电流测量设备，其中罗戈夫斯基线圈布置成使得磁传感器的初级电路对应于电流测量设备的初级电路。混合流传感器包括用于执行采集和测量电流的电子装置，所述装置由磁传感器的线圈供电。

本发明还涉及用于装配混合流传感器的方法。

背景技术：

使用包括罗戈夫斯基类型的感应传感器的电流测量设备在文献中进行了广泛地描述。

罗戈夫斯基电流测量设备包括由非磁性材料做成的支撑件，所述非磁性材料放置在待测量的电流正在其中流动的电流导体或导线周围。导线缠绕在支撑件上以形成次级绕组。该组件形成变压器，在此所述电流导体或导线构成初级绕组，所述次级绕组提供测量信号。在次级绕组的端子处提供的电压与在电流导体或导线中流动的电流强度成正比。缺乏易于饱和的磁芯能使要实现的测量范围大。

某些解决方案(US4611191，WO01/57543A1)包括为环形螺线管形式的线圈。因此电线可卷绕在圆形或矩形横截面的环形非导电的支撑件上。虽然它们非常有效，但是使用闭合环形的解决方案由于环形的几何形状仍然难以工业化。此外遇到了将线圈装配在它们的支撑件上的问题。

技术实现要素：

本发明的目的因此是要改正现有技术的缺点以提出一电流测量设备，其中后者的工业化得以简化。

根据本发明的混合流传感器包括链接盒(linking cassette)，该链接盒包括布置成通过夹持紧固将所述盒定位和固定在测量设备上的第一固定装置以及布置成通过夹持紧固将所述盒和测量设备定位和固定在所述机壳上的第二固定装置。所述传感器进一步包括分别地连接到罗戈夫斯基线圈和连接到电子采集装置的电销。

根据本发明的改进实施方式，罗戈夫斯基线圈由其上缠绕有金属线的绝缘罩壳构成，所述绝缘罩壳包括夹持紧固装置，其设计成与链接盒的第一固定装置协作。

有利地，所述罩壳的夹持紧固装置和链接盒的第一固定装置形成了榫眼和凸榫类型的系统。

根据本发明的改进实施方式，第二固定装置包括至少一个对中(centring)和固定销以通过夹持紧固将所述链接盒和测量设备定位和固定在所述机壳上。

优选地，机壳包括底座，该底座包括用于电子采集和测量装置的第一壳体，所述壳体的一个壁包括用于链接盒通过的开口。

有利地，机壳包括第一盖，其设计成通过焊接固定在所述底座的第一壳体的壁的外边缘上。

有利地，电子装置包括布置成以便定位在壳体的壁的内部的印刷电路板，该印刷电路板包括能使链接盒的电销被接合和穿过的孔。

优选地，底座包括第二壳体，该第二壳体具有磁流传感器和电流测量设备位于其内部的壁。

有利地，机壳包括第二盖，其设计成通过焊接固定在所述底座的第二壳体的壁的外边缘上。

磁流传感器通过牢固地附连于所述底座的刚性的电轨道(track)被连接到用于执行电流的采集和管理的电子装置。

本发明涉及一种用于装配如上限定的混合流传感器的方法。根据本发明的方法包括以下步骤：

－将链接盒固定在电流测量设备的绝缘罩壳上，线圈的电线电连接到所述盒的电销；

－将由所述链接盒和线圈罩壳形成的组件定位在所述机壳的底座的壳体中，所述盒的两个对中销能通过夹持紧固将所述盒和所述测量设备定位和固定在所述机壳上；

－将所述磁流传感器固定在所述机壳的底座中；

－将所述电轨道电焊在所述磁传感器的线圈上；

－将所述电子采集装置的印刷电路板定位在所述第一壳体的壁内部；

－将所述盒的电销和所述电轨道的电销焊接在所述电子采集装置上；

－将所述第一盖定位和焊接在所述第一壳体的壁的外边缘上；

－将所述第二盖定位和焊接在所述底座的第二壳体的壁的外边缘上。

有利地，链接盒的电销和电轨道的电销通过激光锡铜焊被焊接在所述电子采集装置上。

附图说明

其它的优点和特征将从以下本发明的仅为非限制性例子目的给出的且在附图中示出的特定实施例的描述变得更清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明的优选实施例的混合流传感器的分解图；

图2示出了根据图1的混合流传感器的电流测量设备的分解图；

图3示出了根据图1的混合流传感器的电流测量设备的透视图；

图4和5示出了根据图3的电流测量设备的实施例的详细的透视图；

图6示出了根据图1的混合流传感器的电流测量设备的详细视图；

图7示出了用于进行根据图1的混合流传感器的电流测量设备的电流的采集和测量的电子装置的透视图；

图8和9示出了在根据图1的组件过程中混合流传感器的透视图；

图10示出了根据本发明的实施例的且包括根据图1的混合流传感器的开关设备的操作示意图。

具体实施方式

根据如图1所示的优选实施例，混合流传感器(mixed current sensor)100包括组装在机壳50中的磁流传感器30和电流测量设备40。

磁流传感器30包括缠绕磁路33的线圈31。

电流测量设备40包括罗戈夫斯基线圈41，其布置成使得磁传感器30的初级电路对应于所述电流测量设备40的初级电路。罗戈夫斯基线圈41由其上缠绕有金属线的绝缘罩壳44构成。作为示例性的实施例，所述罩壳43为圆形的、空心形状，由刚性的或半刚性的非磁性材料做成，优选地为圆筒形的或椭圆形的横截面。缠绕在罩壳43上的金属线优选地由铜或基于铜的合金做成。

机壳50设置有中心凹口90，其能使在其上进行电流测量的电流导体或导线80通过。该电流导体或导线形成电流测量设备40的初级电路。

如图1和7所示，混合流传感器100包括用于执行电流的采集和测量的电子装置20。所述装置由磁传感器30的线圈31供给。

根据如图2到7所示的实施例，混合流传感器100包括链接盒100，其包括第一和第二链接装置11，12。

机壳50包括底座51，其包括用于电子采集和测量装置20的第一壳体52，所述壳体的一个壁包括用于所述链接盒10通过的开口58。

第一固定装置11布置成通过夹持紧固将所述盒定位和固定在电流测量设备40上。本发明的目的是要能够将链接盒10固定在测量装置40的可再现的位置(reproducible position)从而便于装配混合流传感器100。罗戈夫斯基线圈41的绝缘罩壳43然后包括夹持紧固装置44，其设计成与链接盒10的第一固定装置11协作。

罩壳43的夹持固紧装置44和链接盒10的第一固定装置11形成凸榫和榫眼类型的系统。然而，该链接优选地呈现了功能性的间隙以吸收不同的线圈高度以及以便防止电线上的张力。

链接盒10的第二固定装置12布置成通过夹持紧固将所述盒和所述测量设备40定位和固定在机壳50上。本发明的目的是要能够将由链接盒10和测量设备40形成的组件固定到机壳50的可再现的位置从而便于混合流传感器100的装配。

作为如图4和5所示的示例性的实施例，第二固定装置12包括至少一个对中和固定销14以通过夹持紧固将盒10和测量设备40定位和固定在机壳50上。第二固定装置优选地包括两个对中销14，其能使由盒和测量设备形成的组件装配在机壳50的底座51的壳体52中。

链接盒10包括分别连接到线圈41和连接到电子采集装置20的电销13。作为示例性的实施例，电销13被焊接到电采集装置20。可使用通过激光锡铜焊的自动焊接工艺。电子采集装置还优选地包括设计成被连接到连接器的连接螺柱。

如图7所示，电子装置20包括布置成位于第一壳体52的壁的内部的印刷电路板。所述印刷电路板包括孔21，其能使链接盒10的电销13被接合以及穿过。机壳50包括第一扁平盖55，其设计成通过焊接固定到所述底座51的第一壳体52的壁的外边缘上。第一壳体52的壁的外边缘优选地沿着平面扩展。

机壳包括底座51，该底座包括具有壁的第二壳体53，磁流传感器30和电流测量设备40位于所述壁的内部。

根据如图8和9所示的优选实施例，壁的外边缘54在平面中扩展。机壳50包括扁平的第二盖57，其设计成通过焊接固定到底座51的第二壳体53的壁的外边缘54上。

磁流传感器30通过牢固地附连到底座51的刚性的电轨道56被连接到用于执行电流的采集和测量的电子装置20。电轨道包括位于它们的端部的销59。通过激光锡铜焊的自动焊接工艺可用于将电轨道56的所述销59焊接到电子采集装置20的印刷电路板。

本发明还涉及一种用于装配如上限定的混合流传感器的方法。该方法在于：在第一步骤中，将盒10固定在电流测量设备40的绝缘罩壳43上。罗戈夫斯基线圈41的电线电连接到盒10的电销13。

在第二步骤中，由链接盒10和线圈罩壳43形成的组件然后定位和固定在机壳50的底座的第一壳体52中。根据该实施例，链接盒10的两个对中销14能通过所述盒10和测量设备40的夹持紧固而定位和固定在机壳50上。

下面的步骤在于将磁流传感器30固定在机壳50的底座中。固定装置36能使磁传感器30和电流测量设备40被固定到机壳50的底座。在电轨道56和磁传感器30的线圈31之间建立了电连接。该连接例如还可通过电焊接得以建立。

根据一个实施例，固定装置36不能被移除并且可呈现为钉子形式。借助于这类固定装置，通常使用的补偿密封件对固定磁传感器30和电流测量设备40是没有用的。

电子采集装置20的印刷电路板然后被定位在第一壳体52的壁内。链接盒10的电销13穿过电路上提供的孔21。电轨道56的电销59也穿过所述电路的孔21。所有的电销13，59然后都优选通过激光锡铜焊的自动焊接工艺进行焊接。第一盖55然后定位在第一壳体52的壁的外边缘上。该外边缘优选地在平面中扩展。在平面中扩展的第一盖55然后被焊接到所述边缘上。

在最后的步骤中，第二盖57被定位到底座51的第二壳体53的壁的外边缘54上。在平面中扩展的第二盖然后被焊接在所述外边缘54上。

如图10所示，一个或多个混合流传感器100然后能被集成到电脱扣(trip)设备60中，该脱扣设备60设计成给开关设备70例如断路器发出指令。断路器70被装配在电流导体或导线80上。开关设备70包括电触头71的打开机构72。

磁流传感器30然后连接到脱扣设备60的总的电源机壳68。电源装置68因而连接到所述混合流传感器100以接收至少一个电源信号。

根据本发明的电流测量设备40被连接到总的处理装置69。处理装置69因而连接到所述混合流传感器100以接收表示流入导线80的初级电流的至少一个信号。

总的处理装置69它们自己由总的电源机壳68供电。如图10所示，一个装备的若干电极每个可包括混合流传感器100，该混合流传感器100包括磁流传感器30和电流测量设备40。如果总的处理装置69经由电流测量设备40接收在一个导线80上提供的故障信息，命令执行触头71的打开的指令可经由继电器73发送到打开机构72。