差動電流測量組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由包圍電流互感器鐵芯和印刷電路板的殼體組成的差動電流測量組件，電流互感器鐵芯圍繞殼體的線管并且具有至少一個次級繞組。
【背景技術(shù)】
[0002]測量設(shè)備(例如，剩余電流監(jiān)控設(shè)備(RCM)或剩余電流保護設(shè)備(RCD))眾所周知是為了電力設(shè)施的監(jiān)控和保護的目的。
[0003]所述已知的方法和設(shè)備主要是基于電位隔離電流測量的原則，其中待監(jiān)控的電力線路上的所有有源導(dǎo)體被引導(dǎo)作為測量電流互感器的初級繞組(初級導(dǎo)體)，測量電流互感器具有由鐵磁材料制成的環(huán)形電流互感器鐵芯并具有至少一個次級繞組。電流互感器鐵芯通常被包含到具有用于待監(jiān)控的饋線的線管的殼體中，其中電流互感器鐵芯環(huán)狀地圍繞線管。
[0004]這種測量設(shè)備也用于電力設(shè)施的電弧檢測，并越來越多地用于監(jiān)控和保護用于對電動車輛中的蓄能器進行充電的充電設(shè)備。例如，標(biāo)準(zhǔn)IEC 62752規(guī)定，電纜控制和保護設(shè)備(IC-CPD)的充電過程必須通過用于單相和三相充電設(shè)備的差動電流傳感器系統(tǒng)進行監(jiān)控。差動電流測量設(shè)備必須能夠根據(jù)充電模式處理不同的電流強度，例如，3X32A或2 X SOA0此外，還存在關(guān)于直流剩余電流檢測的附加要求。
[0005]為了符合規(guī)范的要求，至今為止已經(jīng)使用現(xiàn)有技術(shù)中的已知RCM，如果需要的話，RCM通過交流/直流感應(yīng)的方式測量差動電流。在電動車輛的充電設(shè)備中，可以使用具有6mA監(jiān)控能力的專用RCD或B型RCD。
[0006]由于已知的差動電流測量設(shè)備被結(jié)構(gòu)上復(fù)雜地集成到電力設(shè)施中，例如，集成到具有集成控制和保護設(shè)備的充電設(shè)備中，已知的差動電流測量設(shè)備的使用被證實是不利的，這是因為初級導(dǎo)體必須被引導(dǎo)穿過通常受限的安裝空間中的電流互感器，并且必須在印刷安裝板上通過復(fù)雜且昂貴的手動方式進行布線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的是，生成可以以結(jié)構(gòu)簡單的方式從而以節(jié)約成本的方式集成到電力設(shè)施中的差動電流測量設(shè)備。
[0008]結(jié)合包括包圍電流互感器鐵芯和印刷電路板的殼體的差動電流測量組件實現(xiàn)本目的，電流互感器鐵芯圍繞殼體的線管并且具有至少一個次級繞組，其中至少一個初級導(dǎo)體被布置在線管中，至少一個初級導(dǎo)體從殼體的頂側(cè)引出以便連接至外部饋電線，且至少一個初級導(dǎo)體的另一端從殼體的底側(cè)突出且設(shè)置有焊接端子。
[0009]本發(fā)明的基本思想是基于分段地延伸待監(jiān)控的電力線路作為電流互感器鐵芯的感應(yīng)區(qū)域中的初級導(dǎo)體，以這種方式，可以有利地進行具有簡單連接選擇的差動電流測量設(shè)備的結(jié)構(gòu)上簡單的集成。
[0010]從殼體的頂側(cè)引出的初級導(dǎo)體允許與待監(jiān)控的饋線的電氣連接，以便引導(dǎo)所述饋線穿過電流互感器鐵芯是不必要的。特別地，在可用安裝空間小的情況下，顯著地幫助差動電流測量設(shè)備的安裝和集成。
[0011]無需任何復(fù)雜的裝配工作和任何進一步的布線工作，只需將待監(jiān)控的饋線連接至從殼體的頂側(cè)引出的初級導(dǎo)體。
[0012]在它的相對端，初級導(dǎo)體突出至殼體的底側(cè)以外并且具有焊接端子。當(dāng)將差動電流測量組件安裝到印刷安裝板上時，所述焊接端子可以被連接至印刷安裝板上的焊接觸點(焊盤)，保證待監(jiān)控的饋線和后續(xù)電路之間的簡單的電氣連接。在印刷安裝板上要求無額外布線。
[0013]由于它的緊湊結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的差動電流測量組件特別適合用于具有受限安裝空間的操作環(huán)境(例如用于電動車輛的充電站和充電電纜)以檢測剩余電流。作為光伏逆變器的單相或多相差動電流傳感器系統(tǒng)被集成到AC逆變器連接接觸帶中或集成到變頻器中以校準(zhǔn)電力設(shè)備的使用也是有利的。
[0014]在另一有利的實施例中，在線管中布置有平行于線管延伸的分離腹板以維持初級導(dǎo)體的距離。
[0015]分離腹板分離單個初級導(dǎo)體，導(dǎo)致間隙和爬電距離的減小。由于分離腹板，在初級導(dǎo)體與其他導(dǎo)電部件或相鄰初級導(dǎo)體之間的最小距離處可以保證滿足絕緣要求。而且，分離腹板允許使用自身沒有絕緣或封裝的初級導(dǎo)體。
[0016]此外，布置在線管中的分離腹板由布置成十字狀的四個腹板壁組成，以便線管被分為四個獨立的導(dǎo)體通道，在每個獨立的導(dǎo)體通道中以隔離的方式引出初級導(dǎo)體。
[0017]關(guān)于包括四個有源導(dǎo)體(相導(dǎo)體L1，L2，L3和中性導(dǎo)體N)的饋電線，由于十字形的分離腹板的四個腹板壁，可以以相互隔離的方式在在獨立的導(dǎo)體通道中引出所述有源導(dǎo)體。
[0018]分離腹板有利地突出至殼體的頂側(cè)以外，以便初級導(dǎo)體在殼體上以隔離的方式在向外的方向上延伸。
[0019]如果初級導(dǎo)體被延伸至在殼體的外面，則殼體的頂側(cè)以外的分離腹板的延長部分也確保初級導(dǎo)體的分離。特別地，在具有四個有源導(dǎo)體的多相饋線的情況下，突出至殼體的頂側(cè)以外的十字形的分離腹板允許初級導(dǎo)體的延伸是十字形的且向外的，因此在絕緣要求的意義上是安全的。
[0020]此外，分離腹板突出至殼體的底側(cè)以外。
[0021]當(dāng)將差動電流測量組件安裝到印刷安裝板上時，突出至殼體的底側(cè)以外的分離腹板能夠進入印刷安裝板的槽。因此，當(dāng)初級導(dǎo)體從殼體的底側(cè)離開時，也保證保持初級導(dǎo)體的足夠距離。
[0022]在另一實施例中，分離腹板被實現(xiàn)為能夠被插入到殼體的線管中并且能夠從殼體的線管中移除的獨立部件。
[0023]分離腹板作為獨立部件的實現(xiàn)允許具有或不具有分離腹板的差動電流測量組件的靈活使用。例如，如果初級導(dǎo)體在使用時各自充分地絕緣，則插入分離腹板是不必要的。
[0024]有利地，從線管引出的用于固定初級導(dǎo)體的矩形形狀的夾持裝置被附接到殼體的頂側(cè)。
[0025]例如，夾持裝置可以被實現(xiàn)為彈簧鎖元件，它們導(dǎo)致幾乎以矩形的形狀從殼體的頂側(cè)引出的初級導(dǎo)體的固定。在引出具有四個有源導(dǎo)體的多相饋線的情況下，通過夾持裝置將所述有源導(dǎo)體以十字形的布置緊固到殼體的表面。
[0026]此外，殼體的線管在殼體的底側(cè)處具有錐形膨脹部，以便在徑向向外彎曲初級導(dǎo)體時，初級導(dǎo)體能夠被放置在較遠距離處。
[0027]殼體的底側(cè)處的線管的錐形膨脹部允許初級導(dǎo)體被安裝，以便徑向向外彎曲。因此，印刷安裝板上的焊接端子之間的距離更大，并且間隙和爬電距離有利地更長。
[0028]殼體具有能夠通過閉鎖連接彼此連接的上殼體件和下殼體件。在可選的實施例中，殼體可以為一體鑄造的殼體。
[0029]在優(yōu)選的實施例中，電流互感器鐵芯安裝在用于殼體中的內(nèi)部定位的支撐墊上。
[0030]通過將電流互感器鐵芯放置在支撐墊上，電流互感器鐵芯下面的、殼體底部和電流互感器鐵芯之間的安裝空間可用于布置其上布置有電子部件的印刷電路板。
[0031]在有利的實施例中，通過布置在印刷電路板上的評估電路產(chǎn)生的輸出信號經(jīng)由管腳觸點從殼體的底側(cè)引出。
[0032]布置在印刷電路板上的評估電路是差動電流組件的組成部件。為了處理評估電路中產(chǎn)生的輸出信號，所述輸出信號經(jīng)由嵌在殼體底部中的管腳觸點引出，并且被傳輸?shù)接∷惭b板，例如，其上安裝有差動電流測量組件的印刷安裝板。搭載評估電路的印刷電路板也可以被實現(xiàn)為柔性印刷電路板(FPC)，并且被形成為以節(jié)省空間的方式圍繞電流互感器鐵芯。評估電子器件也可以被安裝在圍繞電流互感器鐵芯的屏蔽的互感器殼體內(nèi)。
[0033]優(yōu)選地，初級導(dǎo)體在其從殼體的頂側(cè)引出的端部處設(shè)置有插頭觸點。
[0034]插頭觸點允許在沒有其他的連接元件的幫助下快速產(chǎn)生與待監(jiān)控的饋線的可拆卸電氣連接。
[0035]在另一優(yōu)選的實施例中，設(shè)置有插頭觸點的初級導(dǎo)體被實現(xiàn)為能夠被插入到殼體的線管中并能夠從殼體的線管中移除的獨立結(jié)構(gòu)單元。
[0036]在所述實施例中，差動電流測量組件由其線管中能夠被插入有作為獨立結(jié)構(gòu)單元的初級導(dǎo)體的殼體組成，初級導(dǎo)體被設(shè)置有插頭觸點。如果額外地存在分離腹板，所述分離腹板也可以是獨立結(jié)構(gòu)單元的一部分。
[0037]因此，例如，在不使用初級導(dǎo)體的插頭觸點時通過使用引出穿過線管以作為初級導(dǎo)體的饋線也可以操作差動電流測量組件。
[0038]此外，差動電流測量組件具有插頭殼體，初級導(dǎo)體的插頭觸點突出穿過插頭殼體并且能夠與配合插頭相接觸。
[0039]殼體本身可以被實現(xiàn)為插頭殼體或者被額外的插頭殼體封閉，其中初級導(dǎo)體的插頭觸點產(chǎn)生與外部的電氣接觸。
【附圖說明】
[0040]其他有利的實施例特征從下面的通過示例的方式說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述和附圖中將變得明顯。在附圖中:
[0041]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的差動電