DE19811366A1

DE19811366A1 - Stromsensor

Info

Publication number: DE19811366A1
Application number: DE1998111366
Authority: DE
Inventors: Rupprecht Gabriel
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1999-09-30
Also published as: WO1999047936A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stromsensor (2) mit einem Sensorgehäuse (3) und mindestens einer schleifenförmig um den jeweiligen stromführenden Leiter (1), dessen Strom ermittelt werden soll, herumführenden Ringspule (Rogowskispule) (6). DOLLAR A Um zu erreichen, daß der Stromsensor (2) kompakt aufgebaut ist und auf einfache Weise auch eine nachträgliche Montage und/oder Demontage an einem Leiter (1) oder einem Leitersystem möglich ist, schlägt die Erfindung vor, daß die jeweilige Rogowskispule (6) den stromführenden Leiter (1) außerhalb des Sensorgehäuses (3) umschließt und hierzu mindestens mit einem ihrer beiden Enden (7, 8) lösbar, vorzugsweise mittels einer verrastbaren Steckverbindung (15), mit mindestens einer innerhalb des Sensorgehäuses (3) angeordneten Anschlußklemme (13, 14) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromsensor mit mindestens einer schleifenförmig um den jeweiligen stromführenden Leiter, des sen Strom ermittelt werden soll, herumführbaren Ringspule (Rogowskispule).

Rogowskispulen enthaltende Stromsensoren sind beispielsweise aus der DE 42 29 678 A1 bekannt und werden insbesondere zur Steuerung von Leistungsschaltern verwendet. Der Vorteil die ser Stromsensoren besteht darin, daß aufgrund des Fehlens eines Metallkernes innerhalb der Ringspule keine Sättigungs erscheinungen auftreten und die Ringspulen sehr flexibel gestaltet werden können. Die bekannten Rogowskispulen sind üblicherweise fest innerhalb eines Sensorgehäuses angeordnet, durch welches der stromführende Leiter (z. B. eine Leiter schiene) hindurchgeführt ist.

Diese bekannten Stromsensoren weisen den Nachteil auf, daß eine Befestigung und/oder ein Austausch des Stromsensors außerordentlich zeitaufwendig ist, insbesondere dann, wenn die Ströme in mehreren Stromschienen, z. B. eines Drehstrom netzes, ermittelt werden sollen. Außerdem sind die Sensor gehäuse der bekannten Stromsensoren mechanisch an die Kontur des jeweiligen stromführenden Leiters bzw. an die Kontur eines Leitersystems angepaßt und können bei Systemen mit abweichenden Stromschienenabmessungen in der Regel nicht eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromsensor der eingangs erwähnten Art anzugeben, der kompakt aufgebaut ist und der auf einfache Weise auch eine nachträgliche Mon tage und/oder Demontage an einem Leiter oder einem Leiter system erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß bei einem Stromsensor mit Sensorgehäuse der jeweilige strom führende Leiter nicht wie bei bekannten vergleichbaren Strom sensoren durch das Sensorgehäuse hindurchgeführt wird, son dern daß die Rogowskispule den stromführenden Leiter außer halb des Sensorgehäuses umschließt und hierzu mit mindestens einem ihrer beiden Enden lösbar, vorzugsweise mittels einer verrastbaren Steckverbindung, mit mindestens einer innerhalb des Sensorgehäuses angeordneten Anschlußklemme verbunden ist.

Vorteilhafterweise wird das Sensorgehäuse mit einem Klettband an dem oder den stromführenden Leiter(n) befestigt. Dadurch kann man den aufgrund der Verwendung von Rogowskispulen rela tiv leichten Stromsensor schnell und sicher an einem fertig verdrahteten Leitersystem anschließen. Außerdem ist hierdurch auch eine Befestigung des Stromsensors an stark schwingungs belasteten Teilen möglich.

Da Rogowskispulen relativ unempfindlich sind und bei kleinen Strömen nur Spannungen im µV Bereich liefern, hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, in dem Sensorgehäuse eine elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verstärkung und/oder zur Datenvorverarbeitung der mit den Rogowskispulen gemesse nen Signalwerten anzuordnen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein aus drei Stromschienen be stehendes Sammelschienensystem, auf dem ein erfin dungsgemäßer Stromsensor mit drei Rogowskispulen befestigt ist und

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Stromsensors.

In Fig. 1 sind mit dem Bezugszeichen 1 drei Sammelschienen be zeichnet, deren jeweilige Ströme mit Hilfe eines erfindungs gemäßen Stromsensors 2 gemessen werden und z. B. zur Ansteue rung einer nicht dargestellten Schutzeinrichtung dienen können.

Der Stromsensor 2 weist ein aus einem elektrisch isolierenden Material bestehendes Sensorgehäuse 3 auf, welches aus zwei gegenüberliegenden haubenförmigen Hälften besteht (von denen in Fig. 1 nur eine mit 4 bezeichnete Hälfte zu sehen ist), die mittels Schrauben 5 zusammengehalten werden.

Außerdem umfaßt der Stromsensor drei mit 6 bezeichnete Ro gowskispulen. Jede dieser Ringspulen 6 ist um jeweils eine Stromschiene 1 herumgeführt und liegt eng an dieser an. Die Enden 7, 8 der jeweiligen Ringspule 6 (Fig. 2) sind durch Öffnungen 9, 10 in gegenüberliegenden Außenwänden 11, 12 des Sensorgehäuses 3 in das Innere des Gehäuses geführt und dort mit Anschlußklemmen 13, 14 verbunden. Dabei ist das erste Ende 7 fest und das zweite Ende 8 der jeweiligen Rogowski spule 6 über eine verrastbare Steckverbindung 15 mit den entsprechenden Anschlußklemmen 13, 14 verbunden.

Die Befestigung des Stromsensors 2 erfolgt mittels eines an der Außenseite des Sensorgehäuses 3 angeordneten Klettbandes 16 (Textilband mit Klettverschluß) an den Sammelschienen 1 (Fig. 1).

Wie Fig. 2 entnehmbar ist, sind die Rogowskispulen 6 mit einer elektronischen Schaltungsvorrichtung 30 verbunden, die aus einem der jeweiligen Ringspule 6 zugeordneten Signalverstär ker 17 und einem Analog-Digital-Wandler 18 sowie einem allen Ringspulen 6 gemeinsam zugeordneten Mikroprozessor 19 be steht. Mit Hilfe des Mikroprozessors kann eine Vorverarbei tung der digitalisierten Sensorsignale (z. B. Ermittlung und Speicherung der Maximalwerte innerhalb eines vorgebbaren Zeitraumes, Durchführung einer Datenkompression etc.) erfol gen. Die derart gewonnenen digitalen Daten werden dann an einer mehrpoligen Buchse 20 den nachfolgenden Baueinheiten einer Schutzvorrichtung zur Verfügung gestellt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das darge stellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So muß der Strom sensor nicht zwingend auf den Stromschienen selbst befestigt werden, sondern kann auch an separaten Baueinheiten in der Nähe der Stromschienen angeordnet werden. Denn einerseits erlaubt das Klettband eine sehr flexible Befestigung und andererseits sind die Rogowskispulen biegsam und können weitgehend beliebig um die Leiterschienen herumgeführt werden. Durch Drehung des Stromsensors um 90° kann er auch längs an flexiblen Kabeln montiert werden.

Bezugszeichenliste

1

Leiter, Sammelschiene

2

Stromsensor

3

Sensorgehäuse, Gehäuse

4

haubenförmige Hälfte des Sensorgehäuses

5

Schraube

6

Rogowskispule, Ringspule

7

erstes Ende

8

zweites Ende

9

,

10

Öffnungen

11

,

12

Außenwände

13

,

14

Anschlußklemmen

15

Steckverbindung

16

Klettband

17

Signalverstärker, Verstärker

18

Analog-Digital-Wandler

19

Mikroprozessor

20

Buchse

30

elektronische Schaltungsvorrichtung

Claims

1. Stromsensor mit mindestens einer schleifenförmig um den jeweiligen stromführenden Leiter (1), dessen Strom er mittelt werden soll, herumführbaren Ringspule (6) (Ro gowskispule) mit den Merkmalen:

a) der Stromsensor (2) umfaßt ein Sensorgehäuse (3) aus einem elektrisch nicht leitenden Material;
b) die jeweilige Rogowskispule (6) ist mindestens mit einem ihrer beiden Enden (7, 8) lösbar mit einer innerhalb des Sensorgehäuses (3) angeordneten An schlußklemme (13, 14) verbunden;
c) der um den stromführenden Leiter (1) herumgeführte Bereich der Rogowskispule (6) ist außerhalb des Sensorgehäuses (3) angeordnet, so daß das Sensor gehäuse (3) zur Hindurchführung der entsprechenden Ringspule (6) aus dem Gehäuse (3) hinaus bzw. in dieses hinein zwei dieser Ringspule (6) zugeordnete Öffnungen (9, 10) in seinen Außenwänden (11, 12) auf weist.

2. Stromsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Rogowskispule (6) mit ihrem lösbaren Ende (8) über eine verrastbare Steckverbindung (15) mit einer innerhalb des Sensorgehäuses (3) angeordneten Anschluß klemme (14) verbunden ist.

3. Stromsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß an der Außenseite des Sensorgehäuses (3) zur Befestigung des Stromsensors (2) an entsprechenden stromführenden Leitern (1) oder an Baueinheiten im näheren Bereich dieser Leiter mindestens ein Klettband (16) angeordnet ist.

4. Stromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Sensorgehäuses (3) eine elektronische Schaltungsvorrichtung (30) zur Ver stärkung und/oder zur Datenvorverarbeitung der mit den jeweiligen Rogowskispulen (6) gemessenen Signalwerte angeordnet ist.

5. Stromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (9, 10) zur Hindurch führung der entsprechenden Rogowskispule (6) in das Sensorgehäuse (3) in gegenüberliegenden Außenwänden (11, 12) des Sensorgehäuses (3) angeordnet sind.