專利名稱：電流測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流測量裝置。該裝置特別適合于電計(jì)量器。
背景技術(shù)：
有多種類型的電流傳感器可以用在電計(jì)量器中。這幾種類型的電流傳感器在FR2800167中進(jìn)行了描述。
特別地，已知具有霍爾效應(yīng)的傳感器，其中，霍爾元件受到初級線圈中的電流產(chǎn)生的磁場的作用。在霍爾元件端子測量的霍爾電勢與流過初級線圈的電流成正比。
另一類型的已知傳感器是利用帶互感的變壓器。這一類型的傳感器包括，例如，具有大致U形開環(huán)形狀的初級導(dǎo)體，和對磁場敏感的、纏繞在置于初級導(dǎo)體內(nèi)的線圈上的次級線圈。次級線圈受到流過初級導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的磁場的作用，變壓器次級導(dǎo)體的端子獲得的信號是施加到初級線圈的信號時間函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的映像。初級導(dǎo)體是由待測電流穿過的圓柱形實(shí)心導(dǎo)體電纜，其端部固定于設(shè)置在計(jì)量器上的觸頭里。
然而，后一方案造成了一定困難。
因此，在增大的測量電流情況下，初級電纜的直徑也要相當(dāng)大，造成電纜截面的增大。該增大的截面造成尺寸的增加，尤其是寬度以及電流傳感器的整體花費(fèi)的增加。
此外，因?yàn)殡娪?jì)量器變得越來越小，所以，同樣必須使電流傳感器盡可能的緊湊。
此外，有不同類型的接觸端子，能夠使計(jì)量器連接到初級導(dǎo)體端部。這些接觸端子的不同形式需要修改初級導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，而這由于初級導(dǎo)體的實(shí)心圓柱形狀使得處理起來相當(dāng)困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種尺寸和成本都減少了的電流測量裝置，使其能夠容易地適應(yīng)于電計(jì)量器中使用的所有形式的端子，當(dāng)初級導(dǎo)體的端部夾在端子里面或上面時，不會對次級線圈產(chǎn)生限制。
為了這一目的，本發(fā)明提供了一種電流測量裝置，包括大致為U形的初級導(dǎo)體，所述初級導(dǎo)體包括基本上為圓形、定中于一軸線上的芯體和兩個分支，即所述第一分支和第二分支，對磁場敏感的次級線圈，所述次級線圈置于所述初級導(dǎo)體的所述第一和第二分支之間，其特征在于，所述初級導(dǎo)體為折成U形的扁平型材，所述第一分支具有沿第一扭曲方向扭曲90°的扭曲，所述第二分支具有沿第二扭曲方向扭曲90°的扭曲。
根據(jù)本發(fā)明，初級導(dǎo)體通過由導(dǎo)電材料制成的、其截面被選擇成允許被測電流通過的扁平型材來實(shí)現(xiàn)。用折成U形的扁平型材代替實(shí)心圓柱形導(dǎo)體，降低了裝置的整體寬度，并能夠使測量裝置最為緊湊。
此外，這種緊湊有助于限制用于包圍裝置的初級和次級部分的屏蔽的材料量。用鎳鐵高導(dǎo)磁合金等材料制得的屏蔽，特別昂貴。
此外，很容易處理折成U形的扁平型材的分支以及這些分支的端部，以使它們采用適當(dāng)形狀來重建與不同類型的計(jì)量器端子的連接。
最后，重要的是，使初級導(dǎo)體輸出端的兩個分支相對于對稱平面對稱(一個向左扭曲，一個向右扭曲，反之亦然)。兩個相反方向上的扭曲有效地使初級導(dǎo)體的兩個分支局部地靠攏，因此能夠使次級線圈盡可能地緊密閉合。從生產(chǎn)工具生產(chǎn)出來的初級導(dǎo)體具有幾何誤差，這些幾何誤差必須位于幾何公差內(nèi)。無論將兩個分支夾在端子上還是端子里，誤差的存在，都會造成對保持在對稱平面中的限制，不能夠移動次級線圈或者使屏蔽變形。很重要的是，能夠保持在裝配時的溫度條件下裝置的每一組成部分的各自位置，而不會制約初級導(dǎo)體改變位置。
優(yōu)選地，當(dāng)兩個分支具有根據(jù)第一實(shí)施例的扭曲時，所述第一和第二分支的每一端部是平面的。
因此，基于平的垂直型材，得到具有水平端部的兩個分支。這些平面水平端部對于插入所述大體呈平行六面體狀的折疊端子是非常有利的。當(dāng)初級導(dǎo)體是實(shí)心電纜時，為了將其插入這種類型的端子，使導(dǎo)體的端部變形是必要的。
這些水平平面的端部也可以通過擰在某些端子的上部而進(jìn)行緊固。
優(yōu)選地，當(dāng)兩個分支具有扭曲，并且依據(jù)第二實(shí)施例時，所述第一和第二分支的每一端部是半圓柱形。
因此，這些半圓柱形的端部特別有利于插入具有圓柱形開口的端子中進(jìn)行電連接。
優(yōu)選地，所述次級線圈的大體定中于所述中心軸線上。
優(yōu)選地，所述裝置包括對由所述初級導(dǎo)體和所述初級線圈構(gòu)成的整個結(jié)構(gòu)提供磁絕緣的屏蔽。
優(yōu)選地，所述屏蔽是對折的帶，以形成一個大致平行六面體形的環(huán)，環(huán)繞所述初級導(dǎo)體和所述次級線圈。
優(yōu)選地，所述裝置包括用來纏繞所述次級線圈的線圈架，所述次級線圈的線圈架包括電接觸件，所述電接觸件折疊以建立所述屏蔽和所述次級線圈的單個一端之間的電連接。
所述電接觸件，例如，由一個單個的導(dǎo)電棒制成，具有折疊端部以和屏蔽接觸。
優(yōu)選地，該裝置包括所述初級導(dǎo)體和所述次級線圈的電絕緣件，所述絕緣件包括一個座，位于所述初級導(dǎo)體內(nèi)部，定中于所述中心軸線上，用于接受所述次級線圈。
因此，初級導(dǎo)體和次級線圈之間具有很好的電絕緣，同時確保了次級線圈的定中。
優(yōu)選地，該裝置包括對由所述初級導(dǎo)體和所述次級線圈構(gòu)成的整體提供磁絕緣的屏蔽，所述絕緣件為所述屏蔽所覆蓋并包括使所述屏蔽固定的屏蔽固定件。
因此，沒有必要單獨(dú)絕緣主導(dǎo)體，使屏蔽由所述絕緣件從所述主導(dǎo)體隔開。然而，主導(dǎo)體的這種類型的單獨(dú)絕緣確實(shí)造成了一定問題，即需要將絕緣物從導(dǎo)體與計(jì)量器端子接觸的端部去掉；由于本發(fā)明，這一操作可以取消。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過對本發(fā)明實(shí)施例的如下描述中顯現(xiàn)出來，這些實(shí)施例是以圖解而非限制方式給出的。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的完整示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的分解示意圖。
圖3是在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用的初級導(dǎo)體的第一實(shí)施例示意圖。
圖4是在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用的初級導(dǎo)體的第二實(shí)施例示意圖。
在所有附圖中，相同的元件由同一附圖標(biāo)記表示。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的電流測量裝置1的完整示意圖。
下面將參照圖2更加詳細(xì)地描述裝置1。圖2是同一裝置1的分解示意圖。
裝置1包括初級導(dǎo)體2、次級線圈6、屏蔽5和電絕緣件4。
如圖3所示，初級導(dǎo)體2為折成U形的扁平型材。例如最大測量電流為120A時，該扁平型材具有2mm左右的厚度e和10mm左右的高度h。該扁平型材由例如電解銅制得。
初級導(dǎo)體2包括具有端部19A的第一分支19、具有端部20A的第二分支20和定中于所述中心軸線C上的大體圓形的芯體16。
第一分支19沿三角方向(trigonometric direction)的反向上有90°的扭曲13，這樣其端部19A是水平平面。
第二分支20沿三角方向上有90°的扭曲12，這樣，其端部20A是水平平面，兩個分支19和20在扭曲處13和12局部地靠攏。
如圖3所示的水平平面端部20A和19A通過水平狀態(tài)的電接觸插進(jìn)所述折疊的端子3。這些端子大致呈平行六面體形，如圖1、2所示的端子。這些端子3屬于電計(jì)量器(在此未示出)。應(yīng)該注意到，每個平面端部20A和19A都包括孔15，使這些端部通過擰到合適的端子上加以固定。
參照圖2，次級線圈6是一個繞在支架或線圈架7上的導(dǎo)線繞組，其厚度例如為63μm，線圈架的直徑約為8.4mm、高度約為9mm。兩個電接觸棒8和9穿過支架7。棒8的端部10向上成拱形以便和屏蔽5相接觸。
電絕緣件4包括兩個由聚丙烯制成的殼體4A和4B，分別為上殼體和下殼體。上殼體4A包括一個座11，在初級導(dǎo)體2內(nèi)部，定中于中心軸線C上，用于接受次級線圈6。下殼體4B包括凹槽22，初級導(dǎo)體2的分支19和20停放在這些凹槽22中。
兩個殼體4A和4B包圍住初級導(dǎo)體2，使其與裝置1的其他部分電絕緣；并將纏繞在支架7上的次級線圈6定中并固定于初級導(dǎo)體2的圓形芯體16的中心處。
屏蔽5是大體呈平行六面體形的環(huán)。它能夠在殼體4A和4B上滑動，將次級線圈6固定。屏蔽5是由鎳鐵高導(dǎo)磁合金帶對折并由經(jīng)倒圓的榫21封縫而形成。
下殼體4B包括一個使屏蔽5和蓋子18固定的叉17。
裝入屏蔽5時，其通過使殼體4B變形而穿過兩個叉17；一旦屏蔽5就位，兩個叉恢復(fù)到它們的初始位置并阻止絕緣裝置5抬起。為了固定兩個叉17并在振動時也能保證兩個叉不動，屏蔽將保持就位，關(guān)閉蓋子18，蓋子18能有效地阻止叉17向后推。
圖3是在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用的初級導(dǎo)體的第一實(shí)施例示意圖，其已參照圖1和2進(jìn)行了描述。
圖4是在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用的初級導(dǎo)體100的另一實(shí)施例示意圖。
除了初級導(dǎo)體100的兩個分支101和102每一個都具有半圓柱形端部101A和102B之外，初級導(dǎo)體100與如圖3所示的初級導(dǎo)體是一樣的。
為了和計(jì)量器電接觸，這些半圓柱形端部101A和102B特別有利于插入具有圓柱形開口的端子中。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于前面所描述的特定實(shí)施例。
特別是，雖然已經(jīng)描述的初級導(dǎo)體分支的端部形狀為如平面或者半圓柱形，但是，能適合于其它類型端子的其他形狀，也是可行的。
權(quán)利要求
1.一種電流測量裝置(1)，包括大致為U形的初級導(dǎo)體(2)，所述初級導(dǎo)體包括一中心軸線(C)、基本上為圓形并定中于所述中心軸線(C)上的芯體(16)和兩個分支，即第一分支(19)和第二分支(20)，對磁場敏感的次級線圈(6)，所述次級線圈置于所述初級導(dǎo)體(2)的所述第一分支(19)和第二分支(20)之間，其特征在于，所述初級導(dǎo)體(2)為折成U形的扁平型材，所述第一分支(19)具有一個沿第一扭曲方向扭曲90°的扭曲(13)，所述第二分支具有一個沿第二扭曲方向扭曲90°的扭曲(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，每一個所述第一和第二分支(19，20)的端部(19A，20A)是平面的。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，每一個所述的第一和第二分支(101，102)的端部(101A，102A)具有半圓柱形狀。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，所述次級線圈(6)基本定中于所述中心軸線(C)上。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，包括對由所述初級導(dǎo)體(2)和所述次級線圈(6)構(gòu)成的整體提供磁絕緣的屏蔽(5)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置(1)，其特征在于，所述屏蔽(5)是一帶，其對折而形成大致平行六面體形的環(huán)，包圍著所述初級導(dǎo)體和所述次級線圈。
7.如權(quán)利要求5或6所述的裝置(1)，其特征在于，包括一線圈架(7)，所述次級線圈(6)纏繞在該線圈架(7)上，所述次級線圈(6)的線圈架包括電接觸件(10)，所述電接觸件被彎折以在所述屏蔽(5)和所述次級線圈(6)的一個端部之間建立電連接。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，包括所述初級導(dǎo)體(2)和所述次級線圈(6)的電絕緣件(4)，所述絕緣件(4)包括一個座(11)，位于所述初級導(dǎo)體內(nèi)部且定中于所述中心軸線(C)上，用于接受所述次級線圈(6)。
9.如前述權(quán)利要求所述的裝置(1)，其特征在于，包括對由所述初級導(dǎo)體和所述次級線圈構(gòu)成的整體提供磁絕緣的屏蔽(5)，其中所述絕緣件(4)由所述屏蔽覆蓋，并包括使所述屏蔽固定的屏蔽固定件(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電流測量裝置(1)，其特別適合于電計(jì)量器。該裝置包括大致為U形的初級導(dǎo)體(2)，所述初級導(dǎo)體包括基本上為圓形、定中于一軸線(C)上的芯體(16)、所述中心軸線(C)和兩個分支，即第一分支(19)和第二分支(20)；對磁場敏感的次級線圈(6)，所述次級線圈置于所述初級導(dǎo)體(2)的所述第一分支(19)和第二分支(20)之間。所述初級導(dǎo)體(2)為折成U形的扁平型材，所述第一分支(19)具有一個沿第一扭曲方向扭曲90°的扭曲(13)，所述第二分支具有一個沿第二扭曲方向扭曲90°的扭曲(14)。
文檔編號G01R15/14GK1521510SQ20041000396
公開日2004年8月18日 申請日期2004年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月14日
發(fā)明者讓-路易斯·吉隆, 讓-路易斯 吉隆 申請人:阿克塔里斯公司