CN103575958A - 用于测量交流电的直流分量的装置 - Google Patents

用于测量交流电的直流分量的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103575958A
CN103575958A CN201310318584.2A CN201310318584A CN103575958A CN 103575958 A CN103575958 A CN 103575958A CN 201310318584 A CN201310318584 A CN 201310318584A CN 103575958 A CN103575958 A CN 103575958A
Authority
CN
China
Prior art keywords
core
ring
alternating current
measuring
short circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310318584.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103575958B (zh
Inventor
M.奥斯特罗戈斯卡
F.格雷基
M.斯泽夫齐克
W.皮亚塞基
P.巴尔塞雷克
M.富尔齐克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Energy Co ltd
Original Assignee
ABB T&D Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB T&D Technology AG filed Critical ABB T&D Technology AG
Publication of CN103575958A publication Critical patent/CN103575958A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103575958B publication Critical patent/CN103575958B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/18—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers
    • G01R19/20—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers using transductors, i.e. a magnetic core transducer the saturation of which is cyclically reversed by an AC source on the secondary side
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G01R15/185—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

本发明涉及用于测量交流电的直流分量，在其中出现交流电的低直流分量和交流电的交流分量的高振幅的电流测量***中适用的装置。用于测量交流电的直流分量的装置包括载流导线(1)，围绕载流导线放置了提供有间隙(3)的磁芯(2)，间隙中放置有带绝缘端子(5)的磁场传感器(4)，并且它包括由放置在芯(2)上的单匝线圈的形式形成的短路补偿绕组(6)或(9)。

Description

用于测量交流电的直流分量的装置
技术领域
本发明涉及用于测量交流电的直流分量，在其中出现交流电的低直流分量和交流电的交流分量的高振幅的电流测量***中适用的装置。
背景技术
包括带有被测量电流的导体、围绕带电流的导体放置的以带有间隙的磁芯形式的磁路及放置在磁芯间隙中的磁场传感器的***属于最常用的电流测量***。这些***操作而没有反馈控制环路。如果测量***配有放置在磁芯上的二次绕组，该绕组与磁场传感器和促使电流在二次绕组中流动的另外电源***连接，则这是带有反馈控制环路操作的***。
上面提及的***为大量应用提供了令人满意的测量范围。其特征是以电压或电流信号形式表示导体中被测量电流的值和波形。对于直流分量和交流分量两者来说，这些测量***的输出信号与测量电流成比例。直流分量指值在给定有限时间间隔中恒定的电流，而交流分量指值在给定时间间隔周期***替的电流。专利NO. US4682101中示出在现有技术中带有反馈的传统***。带有被测量电流的导体放置在磁芯窗口中。磁芯与导体同轴放置，并且它具有其中放置有磁场传感器的气隙。来自场传感器的信号被供应到信号转换/放大***，并且随后供应到在芯上缠绕的二次绕组以及进一步供应到连接到二次绕组的测量***。
上述解决方案的缺点在于如果在被测量电流的直流分量与交流分量之间有大的不成比例，例如大约10000倍，则要求具有大的测量分辨率的十分精确的测量***。在此类***中，来自更低若干数量级的直流分量的测量信号能够处在转换***的噪声级，这在最差情况下使得测量直流分量变得不可能。在其中直流分量测量重要，同时不要求交流分量的精确测量的情况下，上述缺点是至关重要的。
发明内容
用于使用载流导线（导线周围放置了提供有间隙的磁芯，间隙中放置了带绝缘端子的磁场传感器）测量交流电的直流分量的装置的本质在于它包括由放置在芯上的单匝线圈的形式形成的短路补偿绕组。
优选的是，短路补偿绕组具有管状导电环的形式。
优选的是，管状导电环具有环面的形状，管状导电环由上半部和下半部两个半部组成，该两个半部永久性相互机械和电连接。
备选地，短路补偿绕组具有由环面的形状形成的线圈的形式，线圈由网状结构的管状导电环的两个半部形成，该两个半部永久性相互既机械连接又电连接。
优选的是，短路补偿绕组由铜或铝制成。
优选的是，在环的内表面与芯的外表面之间存在绝缘层。
根据本发明的装置的***的优点在于其简单的设计，该设计允许在其中交流分量的值更大许多倍，甚至直流分量的值小于交流分量的0.01 %的情况下精确测量交流电的直流分量。
附图说明
根据本发明的装置在附图中示为实施例的示例，其中，图1以具有示出测量传感器的位置的部分破断面的透视图示出以实施例的第一形式的装置，图2 - 以前视图示出在芯间隙内，来自图1的破断面的表面的片段，以及图3 - 以透视图示出以本发明的实施例的第二形式的装置。
具体实施方式
用于测量交流电的直流分量的装置包括载流导线1，围绕载流导线放置了提供有间隙3的磁芯2。在芯2中的间隙中，放置了带绝缘端子5的磁场传感器4，通过绝缘端子装置连接到附图中未示出的测量***。在芯2上，放置了由单匝线圈形式形成的补偿绕组，补偿绕组在实施例的第一形式中具有由上半部6a和下半部6b两个半部组成的以环面的形状的导电管状环6的形式，该两个半部沿环面的周缘永久性相互机械和电连接，并且其形成用于芯2和用于位于封闭管状环6内的传感器4的导电掩蔽。环6的半部6a和6b的外表面分别提供有用于在其中放置传感器4的端子5的楔口7a和7b。在本发明实施例的第二形式中，补偿绕组9具有由网状结构的导电管状环的两个半部9a和9b形成的以环面形状形成的线圈的形式，该两个半部沿环面的周缘永久性相互机械和电连接。在此实施例中，传感器4的绝缘端子5通过绕组9形成的网眼被引出到绕组9外。
在本发明实施例的两种形式中，补偿绕组6和9的形状能够与环面形状不同，并且具体而言，形成此绕组的环的横截面能够具有三角形、正方形、矩形、六边形等形状。类似地，芯能够具有不同横截面，这不会更改本发明的本质。视芯2的横截面的形状而定，补偿绕组的形状应在其横截面是类似地，以维护在这些元件之间互相关的可能性，并且使它们最小化。
在本发明实施例的两种形式中，芯2由具有高导磁率特性的铁磁材料制成，如无定形带（amorphous tapes）的铁氧体或芯，而磁芯传感器具有厚度调整为芯2中间隙3的宽度的霍耳效应传感器的形式，并且其端子5电绝缘。补偿绕组6或9由低电阻率材料制成，例如，由铜或铝制成。在本发明的实施例的所有形式中，绝缘层能够放置在环6的内表面与芯2的外表面之间，这未在附图中示出。绝缘层能够由聚酯箔制成。
根据本发明的装置的操作原理是在于当保持测量***的磁路的磁通量中直流分量的同时，消除了电流的交流分量的存在。集中在位于导体1的紧靠周边的芯2中的磁通量与此导体中流动的电流直接成比例。如果将另外的短路补偿绕组6或9连接到磁路，则在此绕组中诱发的电压将生成补偿原始通量的反向通量。与无补偿绕组的情况下相比，芯2中存在的磁场将低许多倍。为在二次绕组中诱发电动势(EMF)发生而必须存在的另外必需条件是磁场变化，磁场变化促使在短路补偿绕组中诱发电流，并且补偿绕组将只为交流分量生成反向通量。结果是在磁路的间隙3中观察到的磁场将对于交流分量减小许多倍，并且将对于直流分量保持不变。因此，在直接测量的信号中存在的直流分量的百分比含量（即，磁场的量级）大大高于在载流导线1中直接测量的信号中的百分比含量。以实心形式6或网状9的形式的短路二次绕组促使补偿从磁芯2中的交流分量诱发的磁通量，补偿后其值接近0。

Claims (6)

1.一种用于使用载流导线(1)测量交流电的直流分量的装置，围绕所述载流导线放置了提供有间隙(3)的磁芯(2)，所述间隙中放置有带绝缘端子(5)的磁场传感器(4)，其特征在于它包括由放置在芯(2)上的单匝线圈的形式形成的短路补偿绕组(6)或(9)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述短路补偿绕组具有管状导电环(6)的形式。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述管状导电环(6)具有环面的形状，所述管状导电环(6)由上半部(6a)和下半部(6b)两个半部形成，所述两个半部沿所述环面的周缘永久性相互机械和电连接。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述短路补偿绕组具有由环面的形状形成的线圈(9)的形式，所述线圈(9)由网状结构的管状导电环的两个半部(9a)和(9b)形成，所述两个半部沿所述环面的周缘永久性相互既机械连接又电连接。
5.如前面权利要求任一项所述的装置，其特征在于所述短路补偿绕组(6)或(9)由铜或铝制成。
6.如前面权利要求任一项所述的装置，其特征在于在环(6)的内表面与所述芯的外表面之间存在绝缘层。
CN201310318584.2A 2012-07-27 2013-07-26 用于测量交流电的直流分量的装置 Active CN103575958B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12460047.9 2012-07-27
EP12460047.9A EP2690450B1 (en) 2012-07-27 2012-07-27 A device for measuring the direct component of alternating current

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103575958A true CN103575958A (zh) 2014-02-12
CN103575958B CN103575958B (zh) 2017-10-13

Family

ID=46796517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310318584.2A Active CN103575958B (zh) 2012-07-27 2013-07-26 用于测量交流电的直流分量的装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9279836B2 (zh)
EP (1) EP2690450B1 (zh)
CN (1) CN103575958B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105353193A (zh) * 2015-11-27 2016-02-24 华中科技大学 一种直流小电流钳型测量装置
CN113049867A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 通用电器技术有限公司 用于测量电流的dc分量的测量设备及关联测量方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102030189B1 (ko) * 2013-07-29 2019-11-11 매그나칩 반도체 유한회사 웨이퍼 상의 자기 센서 테스트 장치 및 방법
WO2015016901A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Signal tokens indicative of malware
KR101969481B1 (ko) * 2015-03-13 2019-04-16 주식회사 에버스핀 다이나믹 보안모듈 생성방법 및 생성장치
JP2017181220A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 日置電機株式会社 電流検出センサおよび電流測定装置
WO2017190065A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Win Sheng Cheng Current sensor and battery current monitoring system
US10523526B2 (en) * 2016-12-28 2019-12-31 Acronis International Gmbh System and method for managing services and licenses using a blockchain network
SE1951382A1 (en) * 2019-12-03 2021-06-04 Bombardier Transp Gmbh Remote sensor arrangement

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1111753A (zh) * 1993-12-29 1995-11-15 住友特殊金属株式会社 直流电流传感器
JPH09166626A (ja) * 1995-12-18 1997-06-24 U R D:Kk 交流大電流重畳直流微少電流検出センサー
CN1261959A (zh) * 1997-07-04 2000-08-02 机电联合股份有限公司 电流传感器
GB2370363A (en) * 2000-12-22 2002-06-26 Nada Electronics Ltd Measuring DC component of AC current
CN102193020A (zh) * 2010-03-11 2011-09-21 株式会社田村制作所 电流检测器
CN102435810A (zh) * 2011-09-14 2012-05-02 北京国基科技股份有限公司 一种交流电中检测直流分量的方法及装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH662000A5 (fr) 1985-02-05 1987-08-31 Lem Sa Transformateur d'intensite pour courant continu et alternatif.
KR960006091B1 (ko) * 1990-11-28 1996-05-08 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 마테우치효과를 이용한 자기검출기
US6140719A (en) * 1999-02-17 2000-10-31 American Superconductor Corporation High temperature superconducting rotor for a synchronous machine
DE10145415A1 (de) * 2001-09-14 2003-04-03 Aloys Wobben Messwandler, insbesondere für einen Wechselrichter einer Windenergieanlage
EP1450176A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-25 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Magnetic field sensor and electrical current sensor therewith
WO2006078944A2 (en) * 2005-01-19 2006-07-27 Power Measurement Ltd. Sensor apparatus
US8238066B2 (en) * 2009-11-18 2012-08-07 Schneider Electric USA, Inc. Current sensor for earth leakage module
EP2515123B1 (en) * 2011-04-21 2016-07-13 Abb Ag Current sensor operating in accordance with the principe of compensation
US8896290B2 (en) * 2012-02-14 2014-11-25 Siemens Industry, Inc. Hall effect current sensor for medium-voltage applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1111753A (zh) * 1993-12-29 1995-11-15 住友特殊金属株式会社 直流电流传感器
JPH09166626A (ja) * 1995-12-18 1997-06-24 U R D:Kk 交流大電流重畳直流微少電流検出センサー
CN1261959A (zh) * 1997-07-04 2000-08-02 机电联合股份有限公司 电流传感器
GB2370363A (en) * 2000-12-22 2002-06-26 Nada Electronics Ltd Measuring DC component of AC current
CN102193020A (zh) * 2010-03-11 2011-09-21 株式会社田村制作所 电流检测器
CN102435810A (zh) * 2011-09-14 2012-05-02 北京国基科技股份有限公司 一种交流电中检测直流分量的方法及装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105353193A (zh) * 2015-11-27 2016-02-24 华中科技大学 一种直流小电流钳型测量装置
CN113049867A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 通用电器技术有限公司 用于测量电流的dc分量的测量设备及关联测量方法
CN113049867B (zh) * 2019-12-26 2024-05-28 通用电器技术有限公司 用于测量电流的dc分量的测量设备及关联测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2690450B1 (en) 2014-07-09
CN103575958B (zh) 2017-10-13
EP2690450A1 (en) 2014-01-29
US9279836B2 (en) 2016-03-08
US20140028303A1 (en) 2014-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103575958A (zh) 用于测量交流电的直流分量的装置
KR102016192B1 (ko) 전류 검출 장치
CN102985838A (zh) 用于检测磁芯中的磁特征参量的方法和装置
US10901005B2 (en) Low power based Rogowski coil
CN107430153B (zh) 电流检测装置
US10545177B2 (en) Non-contact sensor based Rogowski coil
US20120074929A1 (en) Inductive Current Sensor
JP2013231720A (ja) アーク故障検出装置及び方法
CN105264389B (zh) 电流测量装置以及电流计算方法
US10274521B2 (en) Multiple sensor based Rogowski coil
US9354258B2 (en) Current detection device and electricity meter
CN105026939A (zh) 计测装置以及安装单元
JP6166319B2 (ja) 非接触型直流電流センサ及び該非接触型直流電流センサを用いてなる直流電流計測システム
CN107103982B (zh) 用于传感器的磁芯
EP2948779B1 (en) Flexible magnetic field sensor
JP2009204415A (ja) 電流センサ及び電力量計
CN202815087U (zh) 一种能够降低交变电磁干扰的电子式电能表
RU2465609C1 (ru) Бесконтактный измеритель тока
US11092623B2 (en) Current sensor for measuring alternating electromagnetic wave and a current breaker using the same
KR20090107863A (ko) 비접촉식 전류 측정 장치
CN113625038A (zh) 一种电流测量装置及电压电流测量装置
CN202710642U (zh) 一种改进的电流传感器
CN202837357U (zh) 能够减小分流器受交变磁场干扰的电子式电能表
JP2000199770A (ja) 低雑音多芯平行コ―ド電流検出器
CN202421290U (zh) 一种改进的电流传感器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20161011

Address after: Baden, Switzerland

Applicant after: ABB Switzerland Co.,Ltd.

Address before: Zurich

Applicant before: ABB TECHNOLOGY Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210630

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB grid Switzerland AG

Address before: Baden, Switzerland

Patentee before: ABB Switzerland Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Swiss Baden

Patentee after: Hitachi energy Switzerland AG

Address before: Swiss Baden

Patentee before: ABB grid Switzerland AG

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240111

Address after: Zurich, SUI

Patentee after: Hitachi Energy Co.,Ltd.

Address before: Swiss Baden

Patentee before: Hitachi energy Switzerland AG