差动电流测量组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由包围电流互感器铁芯和印刷电路板的壳体组成的差动电流测量组件，电流互感器铁芯围绕壳体的线管并且具有至少一个次级绕组。
【背景技术】
[0002]测量设备(例如，剩余电流监控设备(RCM)或剩余电流保护设备(RCD))众所周知是为了电力设施的监控和保护的目的。
[0003]所述已知的方法和设备主要是基于电位隔离电流测量的原则，其中待监控的电力线路上的所有有源导体被引导作为测量电流互感器的初级绕组(初级导体)，测量电流互感器具有由铁磁材料制成的环形电流互感器铁芯并具有至少一个次级绕组。电流互感器铁芯通常被包含到具有用于待监控的馈线的线管的壳体中，其中电流互感器铁芯环状地围绕线管。
[0004]这种测量设备也用于电力设施的电弧检测，并越来越多地用于监控和保护用于对电动车辆中的蓄能器进行充电的充电设备。例如，标准IEC 62752规定，电缆控制和保护设备(IC-CPD)的充电过程必须通过用于单相和三相充电设备的差动电流传感器系统进行监控。差动电流测量设备必须能够根据充电模式处理不同的电流强度，例如，3X32A或2 X SOA0此外，还存在关于直流剩余电流检测的附加要求。
[0005]为了符合规范的要求，至今为止已经使用现有技术中的已知RCM，如果需要的话，RCM通过交流/直流感应的方式测量差动电流。在电动车辆的充电设备中，可以使用具有6mA监控能力的专用RCD或B型RCD。
[0006]由于已知的差动电流测量设备被结构上复杂地集成到电力设施中，例如，集成到具有集成控制和保护设备的充电设备中，已知的差动电流测量设备的使用被证实是不利的，这是因为初级导体必须被引导穿过通常受限的安装空间中的电流互感器，并且必须在印刷安装板上通过复杂且昂贵的手动方式进行布线。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的是，生成可以以结构简单的方式从而以节约成本的方式集成到电力设施中的差动电流测量设备。
[0008]结合包括包围电流互感器铁芯和印刷电路板的壳体的差动电流测量组件实现本目的，电流互感器铁芯围绕壳体的线管并且具有至少一个次级绕组，其中至少一个初级导体被布置在线管中，至少一个初级导体从壳体的顶侧引出以便连接至外部馈电线，且至少一个初级导体的另一端从壳体的底侧突出且设置有焊接端子。
[0009]本发明的基本思想是基于分段地延伸待监控的电力线路作为电流互感器铁芯的感应区域中的初级导体，以这种方式，可以有利地进行具有简单连接选择的差动电流测量设备的结构上简单的集成。
[0010]从壳体的顶侧引出的初级导体允许与待监控的馈线的电气连接，以便引导所述馈线穿过电流互感器铁芯是不必要的。特别地，在可用安装空间小的情况下，显著地帮助差动电流测量设备的安装和集成。
[0011]无需任何复杂的装配工作和任何进一步的布线工作，只需将待监控的馈线连接至从壳体的顶侧引出的初级导体。
[0012]在它的相对端，初级导体突出至壳体的底侧以外并且具有焊接端子。当将差动电流测量组件安装到印刷安装板上时，所述焊接端子可以被连接至印刷安装板上的焊接触点(焊盘)，保证待监控的馈线和后续电路之间的简单的电气连接。在印刷安装板上要求无额外布线。
[0013]由于它的紧凑结构，根据本发明的差动电流测量组件特别适合用于具有受限安装空间的操作环境(例如用于电动车辆的充电站和充电电缆)以检测剩余电流。作为光伏逆变器的单相或多相差动电流传感器系统被集成到AC逆变器连接接触带中或集成到变频器中以校准电力设备的使用也是有利的。
[0014]在另一有利的实施例中，在线管中布置有平行于线管延伸的分离腹板以维持初级导体的距离。
[0015]分离腹板分离单个初级导体，导致间隙和爬电距离的减小。由于分离腹板，在初级导体与其他导电部件或相邻初级导体之间的最小距离处可以保证满足绝缘要求。而且，分离腹板允许使用自身没有绝缘或封装的初级导体。
[0016]此外，布置在线管中的分离腹板由布置成十字状的四个腹板壁组成，以便线管被分为四个独立的导体通道，在每个独立的导体通道中以隔离的方式引出初级导体。
[0017]关于包括四个有源导体(相导体L1，L2，L3和中性导体N)的馈电线，由于十字形的分离腹板的四个腹板壁，可以以相互隔离的方式在在独立的导体通道中引出所述有源导体。
[0018]分离腹板有利地突出至壳体的顶侧以外，以便初级导体在壳体上以隔离的方式在向外的方向上延伸。
[0019]如果初级导体被延伸至在壳体的外面，则壳体的顶侧以外的分离腹板的延长部分也确保初级导体的分离。特别地，在具有四个有源导体的多相馈线的情况下，突出至壳体的顶侧以外的十字形的分离腹板允许初级导体的延伸是十字形的且向外的，因此在绝缘要求的意义上是安全的。
[0020]此外，分离腹板突出至壳体的底侧以外。
[0021]当将差动电流测量组件安装到印刷安装板上时，突出至壳体的底侧以外的分离腹板能够进入印刷安装板的槽。因此，当初级导体从壳体的底侧离开时，也保证保持初级导体的足够距离。
[0022]在另一实施例中，分离腹板被实现为能够被插入到壳体的线管中并且能够从壳体的线管中移除的独立部件。
[0023]分离腹板作为独立部件的实现允许具有或不具有分离腹板的差动电流测量组件的灵活使用。例如，如果初级导体在使用时各自充分地绝缘，则插入分离腹板是不必要的。
[0024]有利地，从线管引出的用于固定初级导体的矩形形状的夹持装置被附接到壳体的顶侧。
[0025]例如，夹持装置可以被实现为弹簧锁元件，它们导致几乎以矩形的形状从壳体的顶侧引出的初级导体的固定。在引出具有四个有源导体的多相馈线的情况下，通过夹持装置将所述有源导体以十字形的布置紧固到壳体的表面。
[0026]此外，壳体的线管在壳体的底侧处具有锥形膨胀部，以便在径向向外弯曲初级导体时，初级导体能够被放置在较远距离处。
[0027]壳体的底侧处的线管的锥形膨胀部允许初级导体被安装，以便径向向外弯曲。因此，印刷安装板上的焊接端子之间的距离更大，并且间隙和爬电距离有利地更长。
[0028]壳体具有能够通过闭锁连接彼此连接的上壳体件和下壳体件。在可选的实施例中，壳体可以为一体铸造的壳体。
[0029]在优选的实施例中，电流互感器铁芯安装在用于壳体中的内部定位的支撑垫上。
[0030]通过将电流互感器铁芯放置在支撑垫上，电流互感器铁芯下面的、壳体底部和电流互感器铁芯之间的安装空间可用于布置其上布置有电子部件的印刷电路板。
[0031]在有利的实施例中，通过布置在印刷电路板上的评估电路产生的输出信号经由管脚触点从壳体的底侧引出。
[0032]布置在印刷电路板上的评估电路是差动电流组件的组成部件。为了处理评估电路中产生的输出信号，所述输出信号经由嵌在壳体底部中的管脚触点引出，并且被传输到印刷安装板，例如，其上安装有差动电流测量组件的印刷安装板。搭载评估电路的印刷电路板也可以被实现为柔性印刷电路板(FPC)，并且被形成为以节省空间的方式围绕电流互感器铁芯。评估电子器件也可以被安装在围绕电流互感器铁芯的屏蔽的互感器壳体内。
[0033]优选地，初级导体在其从壳体的顶侧引出的端部处设置有插头触点。
[0034]插头触点允许在没有其他的连接元件的帮助下快速产生与待监控的馈线的可拆卸电气连接。
[0035]在另一优选的实施例中，设置有插头触点的初级导体被实现为能够被插入到壳体的线管中并能够从壳体的线管中移除的独立结构单元。
[0036]在所述实施例中，差动电流测量组件由其线管中能够被插入有作为独立结构单元的初级导体的壳体组成，初级导体被设置有插头触点。如果额外地存在分离腹板，所述分离腹板也可以是独立结构单元的一部分。
[0037]因此，例如，在不使用初级导体的插头触点时通过使用引出穿过线管以作为初级导体的馈线也可以操作差动电流测量组件。
[0038]此外，差动电流测量组件具有插头壳体，初级导体的插头触点突出穿过插头壳体并且能够与配合插头相接触。
[0039]壳体本身可以被实现为插头壳体或者被额外的插头壳体封闭，其中初级导体的插头触点产生与外部的电气接触。
【附图说明】
[0040]其他有利的实施例特征从下面的通过示例的方式说明本发明的优选实施例的描述和附图中将变得明显。在附图中:
[0041]图1示出根据本发明的差动电