CN101535820A - 用于测量导体中ac电流的ac电流传感器和含该传感器的指示系统 - Google Patents

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CN101535820A CNA2007800262002A CN200780026200A CN101535820A CN 101535820 A CN101535820 A CN 101535820A CN A2007800262002 A CNA2007800262002 A CN A2007800262002A CN 200780026200 A CN200780026200 A CN 200780026200A CN 101535820 A CN101535820 A CN 101535820A
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Abstract

本发明涉及一种电流传感器(22；24；26)，用于基本实时测量导体中的电流。其适合于应用在诸如短路指示系统之类的指示系统(1)中，用于以单个或平均值测量瞬时的即实况(live)电流值、功率、无功功率、相角、极性、短路。其包括电流响应装置，该电流响应装置包括电流互感器(2210)和传感器电路(2220)，电流互感器(2210)适合于安装成邻近所述电导体，传感器电路(2220)包括用于发射非电波信号作为输出的装置；所述传感器电路(2220)包括电流幅值转换电路(2222)，其具有适合于提供所述非电波信号作为电流幅值指示脉冲信号(CS1)的电流－频率转换器，其中电流幅值指示脉冲信号(CS1)具有一脉冲频率(PfCS)，当所述实时电导体电流在预定电流间隔(I1－I2)内时该脉冲频率与所述实时电导体电流成比例。由此，提供了低成本传感器。本发明还涉及到用于电导体的指示系统(1)。其包括：至少一个上述电流传感器(22；24；26)；用于至少中继传送来自所述电流传感器的所述非电波信号的通信链路(32；34；36)；用于进行所述电导体上电压测量的电压测量装置(40；2240)；能操作以用于至少感测至少电流脉冲信号的频率并将其转换成与所述电流脉冲信号的频率对应的电流的检测单元(5)；能操作以用于确定与所述电流脉冲信号(CS)对应的电流是否高于预定电流阈值(Imax)的电流阈值装置；和电压阈值装置，其能操作以用于确定由所述电压测量装置(40；2240)所测量的电压在所述电流阈值装置已经作出正向确定之后的预定时间周期(t1)之后是否低于预定的电压阈值(Vmin)；和电流状态显示装置(532；534；536)，其能操作以用于指示例如当所述电压阈值装置已经进行了正向确定之后所述电导体上发生的电流状态。由此，提供了快速且可靠的电流状态指示系统，这可以适合用于LV、MV和HV电力线中的电导体。

Description

用于测量导体中AC电流的AC电流传感器和含该传感器的指示系统
本发明的技术领域
本发明涉及一种电流传感器，用于进行导体中AC电流量值的基本实时测量，其包括：具有适合于安装成邻近所述电流导体的电流互感器(currenttransformer)的电流响应装置；和包括用于发射非电波信号作为输出的装置的传感器电路。本发明还涉及一种包括该传感器的指示系统，适合于为诸如指示短路之类不同的监控目的而处理所述非电波信号。
本发明的背景
存在用于广阔应用的电流传感器，例如作为基于其感测结果指示导体中诸如瞬时或平均电流值、功率值、存在短路、线路故障、断路器关掉(cut outs)等不同电气状态的指示系统的一部分。为了提供可靠的电流感测，需要精确的、实时的状态反馈。对于DC和AC电气系统可利用电流传感器。在本申请的上下文中，仅考虑并讨论用于引导AC电流的导体的电流传感器。
所要指示的电气状态的一个实例是短路。以下讨论的指示系统涉及到指示短路。但是，本发明已经实现的是，可通过根据本发明的电流传感器监控宽范围的电流状态或基于电流的情况，且根据本发明包括这种电流传感器的指示系统可用于基于其感测结果指示电气状态的量值。由此，适合于短路检测的指示系统不应解释为限制了本发明，而是本发明的例证。
当在诸如例如配电网中的高和中AC电压配线和电源电力线或者用于铁路的电力线之类的AC电力线运行期间发生短路时，重要的是尽快地查找和修理。为此目的，在市面上可获得短路指示器。
通常，包括用于AC电力配电线的电流传感器的已知类型的短路指示器可用于远程或本地指示其上存在短路，以降低维修工作的定位时间以及与其相关的成本。特别是当测量高压AC电力线时，问题在于在不存在至AC电力线的可能连接的情况下，例如通过测量电流或者更准确地测量短路电流来确定这种短路的发生，由于需要导体和地之间高度绝缘例如远程定位的指示单元，因此成本过高。
根据导体阻抗和传感器与导体上短路位置之间的距离，在AC电力线中电导体中经过的短路电流通常比正常状态电流高几个数量级。由于设置阈值取决于应用点的条件例如不同的电缆横截面和改变电负载，因此，设置指示器以指示短路的所测量电流的值即短路电流阈值是可调的。
用于AC导体的短路指示器的几种可获得类型包括用于每一相或所监控的导体的一个传感器，且包括两种不同类型：
第一传感器类型提供了邻近传感器的短路指示器，即与安装在传感器指示单元中所监控导体上的传感器集成在一起的短路指示器。当监控例如从地面可随意看到的架空的电力线、并且指示器例如是机械的或者大功率闪光的或者替换地是在感测到短路时发出RF信号时，这是有利的。这种传感指示器单元的实例在例如US 5,748,095中描述，用于通过在所监控线路上的闪光或红色点进行短路状态的本地架空显示，而在正常状态电流期间无光或提供绿色点。
第二类型提供了在短路指示系统中远离每一个传感器单元的指示单元，例如对于被监控的三相中的每一相都有一个。当监控例如不能随意看到的地电缆时这是优点，且由此指示器单元被设置在适当位置，这允许便利的维修。这种短路指示系统的实例在EP 0 463 860中描述。在此当通过传感器单元感测出故障或短路时也提供了指示。
用于两种指示器类型的常规电流传感器包括电流互感器，其可以是由用于围绕形成第一绕组的电力线或者一个导体设置的可附磁性材料磁轭构成的开放型或钳夹型(clamp-on)互感器，第一绕组即为该互感器中的互感器单匝。次级互感器绕组例如使用几个绕组绕在磁性材料周围，用于使用测量电流供给电流传感器单元。这种类型的电流互感器允许安装在供电系统电缆上而不需断开供电系统电缆和其电源或负载的连接。
通常，第一种类型的包括电流传感器的可获得指示器适合于所有电压的AC电力线，且由于在传感器和提供在指示器单元处的地电平之间需要隔离，因此第二种类型的可获得指示器适合于AC电压。
但是很多配电公司经历的很多短路都发生在高、中和低安培、中电压(MV)系统即从1至40kV电力线和低压(LV)即110至480V AC电力线中。即使所经历的短路的频率低，但是当在其配电网络上发生断电时一些配电公司仍具有强加罚金(imposed fines)，这个事实对这些公司提出了在电力网的全部区域中提高正常运行时间的诱因。在相关的MV和LV领域例如传送1kV左右AC电压的铁路操作电力线、以及400V左右的配电线路中也需要短路指示。
因此，需要自动的远程监控指示器，其适合于HV、MV和LV功率AC配电电缆以及宽范围的导体电流幅值。
作为实例，在电力配电网络中，特别是在中压(MV)和低压(LV)网中，存在大量配电节点或站，其将连线传送到不同的消费群体。主要的电流承载线路目前被提供为地下电缆；仅一些地方存在架空电缆，特别是在农村地区。根据在电力网中出现故障或特殊电流状态诸如短路，重要的是快速可靠地查找和修正差错，且重要的是能够将暂时电流浪涌和其他持续特殊电流状态诸如短路区分开。
在很多MV和LV AC电力线路中远程监控例如短路的优势在于，对于确定位置和在改进的电力网基础结构、维修较旧和/或故障装置以及其替换中投资的程度来说，可容易且快速地进行问题电力线的识别。对于配电公司这相当大程度上降低了维修和计划成本。
上述EP 0 463 860公开了一种具有使用在其间的电隔离信号线路指示在所监控导体中的故障电流至远程设置的指示器的故障电路指示器。该检测器包括电流传感器，其连接到负载承载导体，且检测器检测在被监控导体中故障或系统干扰的存在并用信号通知指示器单元这种情况。当预定电流量级的故障被所述检测器检测到时，光脉冲经由线路即纤维光缆从检测器被传送到指示器，这里，一旦接收到脉冲就将脉冲转换成引起指示器指示“故障”状态的电脉冲。使用电隔离纤维光缆确保电力线和指示器之间的电镀隔离，且也根据中继传送的检测信号降低了电干扰的问题。
但是，所述已知的检测器在线路电流达到零之前在有效的检测时间周期期间对于两种感测、检测和传送短路的所有情况都不够快。接近指示器发生的短路降低了所经历的短路电流持续时间并增加了其最大电流值，这是由于这两个因素都取决于从指示器位置至导体上短路的距离以及电力线中的正常状态电流。而且，所述检测器不够精确从而不能对冲进电流峰值和熔断器中导致的实际短路进行区分。
由此，普遍的技术偏见在于在用于HV电力线的上述两种类型已知指示系统中自给自足的电流传感器已经过慢从而不能指示附近的短路，特别是当尝试应用到LV和MV电力线中时尤其是这样。作为实例，在1kV铁路电力线中，当经历附近短路时，用于短路解除的断开连接的时间周期被降低到5ms。因此，用于提供短路的可靠电流传感器感测的检测时间周期为5ms左右或短于5ms。该时间周期等于50Hz系统中周期的四分之一，该周期是现有技术AC短路指示器所需的最短的已知测量间隔。
WO 2004/099798公开了一种电流测量器件、包括这种器件的系统以及用于校准这种系统的补偿方法，其中该器件包括纤维光学法拉第效应电流传感器，用于在MV电力线中的电流测量。该传感器包括横截电力线中的电流设置的磁—光材料并测量其中电流的法拉第效应，其陈述了极化入射光的平面相对于所施加电磁场经历旋转。使用光学纤维将传感器连接到测量模块，光学纤维引导极化的光。如该文献中所陈述的那样，这些法拉第效应传感器的劣势在于，存在干扰光信号极性改变的检测的来源，包括检测电路中的光噪声，光源中的电噪声，来自于自附近电感和系统的磁场的干扰，传感器的安装和装配，导体形状和直径，传感器的制造容限，温度对光源和检测器的影响，光源和高于产品寿命的检测器退化。由此，在开始测量之前和监控线路期间的校准是必须的，其相似地增加了传感器和指示器单元的成本。已知的事实是，需要大量器件启动网络监控系统，这增加了其所公开的系统的总成本。
在US 6,566,855中，公开了一种测量在耦合到电子器件的导体中的电流量值的器件或传感器。所述器件产生包括具有一频率的一系列脉冲的电输出信号，这里所述一系列脉冲的频率响应于所测量的电流量级。对于LV和AC电流导体，将器件用于感测用于不同类型电负载诸如泵、压缩器、加热器、传送器等的电流。但是，由于该器件需要在导体和地之间足够地电绝缘，所述器件不适合于监控HV或者甚至MV导体。这是由于该器件利用低压光隔离体这一事实的缘故，且该器件仅以高成本用于较高电压应用。而且，频率信号从该器件经由电缆被传送到数字控制器。因此，应用到HV和MVAC导体将需要在该器件和导体或者指示器和地之间应用昂贵的电隔离。而且，由于其所公开的传感器提供在相对长的取样时间周期即多于一个时间周期上测量的平均电流值，因此其过慢从而不能提供实时电流值，如可以从其所提供的电路图可看到的那样。
因此，本发明的一个目的是提供一种适合于集成在例如用于指示短路的指示系统中的低成本AC电流传感器，以及相对应的指示系统，其用于快速检测AC电导体中的电流状态，特别是方便用于在LV、MV和HV配电中检测宽范围的导体电流量值，例如用于检测短路。进一步地，本发明的一个目的在于电流传感器、和由此也在于指示系统必须能够在短路检测时间周期诸如短于5ms内提供这种电流状态诸如短路的可靠指示。
发明内容
上述目的通过根据权利要求1的特征部分最初提及的电流传感器以及根据权利要求23包括这种传感器的指示系统实现。
因此，在本发明的第一方面中，提供了一种用于进行导体中AC电流量级的基本实时的测量以及用于产生非电波信号作为输出的AC电流传感器，所述非电波信号包括具有一频率的一系列脉冲，该频率与所测量电流的量级成比例，所述电流传感器包括：具有感应线绕电流互感器的电流响应装置，其适合于安装成邻近于所述电导体，所述电流响应装置提供电功率作为所述电流传感器的驱动电流；传感器电路，包括具有电流—频率转换器的电流幅值指示电路，其适合于提供所述非电波信号作为具有一脉冲频率的基本实时电流幅值指示脉冲信号，在所述导体电流处于预定电流间隔(I1—I2)内时所述脉冲频率与所述导体电流的量级成比例；且所述传感器电路还包括用于发出所述非电波信号作为输出的装置。
非电波信号优选为来自LED的光信号，而且，提供正常状态电流期间的脉冲信号，提供了基本实时的电流测量而不是其他电流状态期间的单个误差信号例如短路，使所述传感器能够有较宽范围的应用。
而且，提供了低成本传感器。提供电流—频率转换器的部件本身在本领域中是已知的，且易于实施，并且常常包括振荡电路，例如其包括一个或者更多的放大器。通过本发明，有限数量的功耗部件用于电流幅值指示电路，其降低了传感器的总功耗，其也从要检测的导体提供。
由于此时可以选择非常小的下限设定点I1，且因此传感器能够测量非常小的正常状态导体电流的电流量值，因此这是主要优点。优选地，可基于提供所述非电波信号所需的最小驱动电流即提供传感器电路最小驱动电流的电流值选择I1，且可通过电流互感器输出和电路布局之间的平衡提供它，这取决于所需的应用。
而且，与现有技术传感器、检测器和指示器相比，每个分立电流传感器的制造成本都较低。当将很多电流传感器例如用于配电线网络监控中时这特别有利，由此降低了安装成本。
而且，与例如法拉第传感器相比，已经降低了安装成本，这是因为由于传感器部件对诸如环境温度、电和磁场以及湿度之类的环境因素影响较不敏感，因此相对于检测单元不需要最初或随后的调整。
而且，由于维修人员可简单地替换损坏的或者故障的电流传感器，且传感器单元可以优选以整体提供，从而不需要修理且易于替换，因此已经降低了维修成本。这对于MV和LV电力线是有利的，因为这些网络在节点中需要大量传感器单元来覆盖监控网。
通过选择提供电流—频率转换器的适当部件，本领域技术人员因此可提供与任意合适的预定电流间隔相对应的频率间隔，即所述传感器提供基本上可自由选择的性能范围，即，在从宽范围到短范围传感器的多种范围传感器中，电流传感器可以适合于测量不同电流间隔并且非常适当地选择其两个端点。这提供给根据本发明的不同电流传感器，例如一个传感器可被提供用于测量预定中间范围电流间隔10至160A内的电流，另一个传感器可被提供用于2至500A之间的预定宽范围电流间隔，并且另一个用于小的导体电流幅值，比方说短范围传感器用于2和20A之间的导体电流。
例如，所述预定电流间隔可以在40和160A之间或者在20和200A之间，或者在10和40A之间，这里，可通过适当选择电流互感器部件诸如绕组数量、绕组材料质量、单个绕组直径和互感器铁(iron)质量来适当选择每个电流间隔，且基于其选择一套用于传感器电路的部件，每一个传感器由此都能适合于所要测量的导体线路中的电流。由此，获得的电流间隔也是电流响应装置例如由高、中或低等级铁制成的电流互感器的响应度的函数。由申请人进行的测试已经显示出，当使用利用了一般可获得的低等级铁的电流互感器时，以相同的电流传感器可实现所测量的MV线路的电流间隔在10和160A之间。当使用高等级铁时，测试已经显示出可实现2至500A之间的每个传感器的电流间隔。
通过提供具有自供电能力的传感器，即，供所述传感器内实施的功能和测量所用的电力基本上从被测量线路提供，这消除了用外部电源对传感器供电的需求。这对于高压电力线特别有利，因为其为了消除经由传感器单元至远程设置的检测单元的任何接地故障危险而需要大范围的电绝缘。
本发明已经实现的是，由于发生且被感测的短路电流值可以比在正常状态期间的线路电流值高几倍，因此即使当具有低于预定电流间隔的正常状态导体电流时，也仍能检测短路电流。因此，根据本发明的电流传感器也适合于感测比正常状态电流高很多的短路电流，只要至少在例如5ms的测量间隔期间，短路电流位于所述预定电流间隔I1—I2内或更高即可。因此，即使电流幅值没达到各幅值，也可监控降至零的正常状态线路电流，这里传感器提供任何频率信号。由此，即使没有自传感器发出电流脉冲信号，传感器的存在或者有效信号仍利于确定传感器是有效的且正在测量。
测试已经显示出，对于由根据本发明的传感器单元可靠地指示短路电流来说，可测量低至接近零的正常线路电流。
通过本发明，已经实现的是，已知的第一类型电流传感器配备有非常慢的传感器电路，使得当施加低于正常驱动电流的电流时，即当短路状态已经经过或者过去时，当需要电力时，就在传感器中那一点处并不及时地存在驱动电流。由此当达到短路状态时，其已经被启动用于提供误差信号。
由于第二类型传感器具有持续长于一个周期或者更长的测量周期，因此第二类型传感器非常慢。
但是，本发明已经实现的是，通过组合来自两种类型已知传感器的优势，即，除了第二指示器类型的故障感测和使用波发射能力以及由此的电隔离特征之外，自给自足电流互感器从第一类型指示器提供传感器驱动电流，并且通过提供相对高频率的电流—频率转换器，提供了第三类型传感器单元，其提供了低成本、稳定的传感器，这种传感器提供了低功耗并可用于宽的导体电流和电压范围。
根据依照本发明的电流传感器的实施例，所述电流幅值指示脉冲信号的脉冲频率位于预定频率间隔内，例如在1至250kHz之间或其它合适间隔内，这里所述频率间隔被选择成适合于与指示系统协作，即用于实际的、基本瞬时的电流值和相关电流状态的可靠指示。
脉冲频率性能间隔(performance interval)可适合于在指示系统内部协作的电流传感器，以使被选脉冲频率间隔可以是宽、中或窄范围，并且可根据所述指示系统中可获得的检测单元的要求以及当然也根据其所要对应的电流值间隔的宽度和位置来选择两个端点，即最小值和最大值。
而且，这些频率范围被选择为与所期望的被测量电流相对应，这取决于传感器的应用，从而在测量时间周期期间可容纳一定数量脉冲，例如直到在短路之后所监控导体中的电流为零为止。脉冲的数量可以在所有情况下都低至每个测量周期一个脉冲或更多，见下文。
操作脉冲频率范围的实例可在50和180kHz之间，在10和90kHz之间，在100和130kHz之间，在10和300kHz之间，或者扩展到MHz或者Hz范围内，或者任何其他合适的范围。通常，选择基本正向的对应性，这里分别是，低脉冲频率反映出较低的瞬时导体电流值，而高脉冲频率反映出较高的瞬时导体电流值。但是，根据应用和系统要求，也可以有对于技术人员来说已知的任何其他的关系，诸如负向线性关系、指数关系或技术人员已知的任何其他关系。
在根据本发明电流传感器的又一优选实施例中，特别是当电导体电流低于所述预定电流间隔时，所述传感器电路还包括适合于提供所述非电波信号作为指示传感器有效性的传感器有效性指示信号的传感器有效性指示电路。如上所述，当正常线路电流低于预定电流间隔时，即其过低从而不能被电流传感器连续测量，后者在这些时间周期期间将不提供电流幅值指示信号。通过提供本实施例，电流传感器将传送传感器有效性指示信号以指示电流传感器是正常工作的，例如指示给维修或监控人员和/或诸如远程设置的监控PC之类的自动化机械。因此，实际上本发明已经将有效电流感测性能范围增加至远低于预定电流间隔下端点I1的电流值。
本发明的上述优选实施例已经实现的是，当存在非常低的电流作为正常状态线路电流时这是特别有利的。当与相对低的正常状态导体电流例如0.5A和高至测量范围的下端点I1一起使用时，传感器单元中的感应驱动电流可能过低从而不能驱动电流—频率转换器并提供用于指示导体电流的脉冲信号。本发明已经实现的是，在正常状态期间，即导体的供能状态(energized state)期间，不需要导体电流的这种指示，而仅在所述导体中发生短路期间需要这种指示。
例如在低功率状态期间提供重复信号(recurring signal)的传感器有效性指示信号，可能表现为与电流幅值指示脉冲信号不同，从而对于指示系统来说，在这些信号都被中继传送至其中时能够区分开这两个信号。脉冲信号和重复信号可以例如在脉冲长度、脉冲频率、发送频率方面不同，例如在所使用的光频率间隔方面明显不同。但是这也可以适于以任何合适的方式应用，例如以对信号处理领域技术人员来说已知的常规方式应用。
在根据本发明的所述电流传感器的另一实施例中，所述重复传感器有效性指示信号的脉冲频率是预定的且与所述电流幅值指示脉冲信号的频率相比相对较低，例如每十分之一秒一次和每十秒一次之间的间隔，优选每秒一次左右。已知的事实是，当测量非常低的电流时，传感器提供有非常低的功率以驱动传感器电路，即非常低的电流，其优势在于仅当需要时提供这种传感器有效性信号，以降低驱动传感器有效性指示电路所需的功率。由此，优选将后一信号的脉冲重复频率保持得较低。这提供了另一优势，由于在其电流范围以下的传感器可被置于低功率状态下，其中禁用电流—频率转换器，所以例如通过增加I1而降低传感器的总功耗。通过将所有有效功率导向到传感器有效性电路，对于高达多于500A的电流测量范围来说，可以使得传感器有效性功能在降至非常低的导体电流例如低于1A或者甚至接近零的情况下都起作用。
在根据本发明所述电流传感器的又一优选实施例中，所述传感器电路还包括电压损失指示电路，用于提供所述电导体的静电电压测量并适合于提供所述非电波信号作为电压损失指示信号，它的存在是指示所述电导体上的电压在电流低于所述预定电流间隔之后的预定时间周期之后低于预定最小电压值，此时该预定时间周期优选短于传感器有效性指示信号的周期，例如在从50至500ms之后。由此，消除了对例如用于导体电压监控的分立互感器形式的分立电压传感器的需求，这降低了所需的和将安装的系统部件的数量，这基本上降低了所述系统的总的安装和维修成本。预定最小电压值可以优选是额定电压的30至50％或者是任何其他适合的低电压电平。优选地，所述传感器有效性指示电路和所述电压损失电路被整体提供，用于提供一个特定脉冲形式的至少所述电压损失指示信号。正常供给有效电路的功率此时用于对电压损失指示电路供电。而且，在电流传感器内本地进行电压为低的确定，这降低了所述指示系统内部其他电路中所需的复杂性。所述特定脉冲可以是不同于其他脉冲的脉冲，如上所述，例如具有特定振幅或者使用特定发送波频段，或者是无脉冲的预定周期之后的单个脉冲。
在根据本发明的电流传感器的另一实施例中，所述传感器电路还包括能流方向指示电路，用于从发出非电波信号的所述装置提供相角指示信号和极性指示信号。因此，通过使用电流的相位和极性来提供导体电流的功率方向，所述传感器能够提供关于电流状态例如所讨论的短路相对于电流传感器在哪一个方向发生的指示，这是由于恰在短路之前提供的测量时间周期中以此提供的方向指示被指示系统所记录，由此短路的极性、相位以及可能还包括方向等可以根据该信息受到计算。而且，用于进行能流方向确定所需的测量在传感器中进行，且所述方向的确定和显示在短路指示系统中进行。
作为替换，在根据本发明电流传感器的另一实施例中，所述传感器电路还包括能流方向指示电路，用于从发出非电波信号的所述装置提供指示所述能流方向的特定流向信号。由此，信号指示流向可被所述指示系统直接使用，用于提供和显示能流方向。可从微控制器单元或位于传感器电路中的其它电路提供二元信号(binary signal)。
在所述电流传感器的优选实施例中，用于发射非电波信号的所述装置是至少一个发光二极管且非电波信号是至少一个光信号。由此，特别是对于HV和MV电力线来说，去除了由于射频或电磁干扰导致的对来自导体电流的波信号的任何电干扰。
在其一个实施例中，提供了一种用于发射非电波信号的装置，该装置用于发射所述脉冲和其他指示信号中的每一个信号，而在另一个实施例中，提供了一种用于发射非电波信号的装置，该装置用于发射所有所述信号。如果相同发射器用来发射叠加信号，则对每个信号都有一个发射器就降低了误差频率，但是由于仅需要一个或数量减少的接收器和通信链路，因此一个或数量减少的发射器是一个优势，这降低了制造和安装成本。当然，如果在传送和接收所述信号期间使用适当的信号处理，则可能仅需要一个接收器/通信链路。使用信号处理的一种方式是借助其中每个所述脉冲或其他信号的波频段都与其他信号的波频段不同的一个实施例，或一个以上的LED各自具有不同波谱和/或振幅。
在再一个根据本发明电流传感器的优选实施例中，用于发射非电波信号的所述装置是至少一个发光二极管且非电波信号是至少一个光信号。因此，通过使用发光二极管或LED来提供来自电流传感器的一个或多个脉冲信号，可提供可靠的信号，为此，可使用商业上可获得的部件诸如例如包括光电二极管的脉冲计数器、可选择地与微控制单元(MCU)集成在一起的光敏电路来提供指示系统中对其的检测。这降低了制造成本并提高了所接收信号的可靠性。LED可以根据所发送的信号以不同光频间隔发送信号，其频率可以选自可获得的类型，包括红外、可见光、紫外和激光二极管。其他非电波信号也是可以的，包括声波信号和机械波信号。但是，这些可以证明对于用于提供电流状态快速指示的本申请来说过于缓慢。波信号的另一种类型是RF波，或者其他电磁波信号。
在根据本发明电流传感器的另一实施例中，用于发射非电波信号的所述装置是提供所有信号的一种器件，作为替换，其可以是用于每一种信号的一个器件。通过仅使用一种器件，例如用于提供一个或者更多信号一个LED，例如用于指示电流传感器的不同测量结果，诸如通信链路之类的输出器件数量被保持得较低，这降低了制造和安装成本。但是提供多于一个器件可以证明提高了所传送信号的可靠性，因为它们可以被叠加并且协作用于由一个或多个检测装置进行的检测。因此，可以使用不同的信号处理技术，以使所述指示系统能够把由电流传感器提供的不同信号区分开。由此，在一个实施例中，每个所述脉冲信号的波频段和/或脉冲长度不同于其他信号的波频段和/或脉冲长度。在另一实施例中，每个所述脉冲信号的振幅不同于其他信号的振幅。
为了以高分辨率提供可靠脉冲信号，该信号可被目前可获得的电子部件记录，在根据本发明电流传感器的一个实施例中，至少电流电平指示脉冲信号的每个脉冲的脉冲宽度从0.5至5μs，优选从1至3μs，最优选从1.2至2μs，由此也提供了接近实时的测量。这可以通过选择电流幅值指示电路的适当组成例如使用快速的电流—频率转换实现。而且，信号处理提供了本发明的另一实施例，其中每个脉冲信号的脉冲宽度和/或高度不同于请求(suing)信号处理技术的其他信号的脉冲宽度和/或高度。
在根据本发明电流传感器的一个实施例中，其适合于提供进一步的电功率至所述传感器。作为替换或者作为补充，所述传感器包括本地电源即诸如电池之类的内部电源和/或诸如太阳能供电板和/或一个或多个RF供电的功率接收器之类的外部电源。通常，电流互感器用于装备自给自足的电流传感器，即，使用电流互感器将驱动电流传感器的功率从导体电流电磁性地抽出。当监控AC HV或MV电力线时这是优势，其中从它们那里提供功率。使要被测量的导体中的至少一个通过放大了一个或多个导体的磁场的可磁性透过的芯体。AC电流从正到负不断地改变电势且再次复原，通常速率为50或60Hz。扩展和收缩磁场在绕组中感应出电流，允许人们精确测量电缆中的电流。但是，电流传感器可以还包括本地电源，即诸如电池之类的内部电源和/或诸如太阳能供电板和/或RF供电的功率接收器之类的外部的仍与周围环境电隔离的电源。可以与周围环境电隔离的电池或诸如太阳能板之类的其他备用设备可以是有利的。电压损失指示仅在短路发生在被测导体上之后才需要，此时由于高的短路电流，强大的能量就在附近以驱动传感器。
由于因为特别是电压损失指示电路需要非常小的电源，因此所使用的电池的寿命可以有利地远远比传感器所需的功率持续得久，所以提供补充的本地功率不会增加例如用于替换电池等的维修工作。优选地，所述补充的备用设备是可再充电电池和/或电容，它们例如在正常状态电流期间由所述导体电流再充电。
在根据本发明电流传感器的实施例中，其适合于那种是配电网络中AC电力线的电导体。作为替换，其适合于那种是用于铁路的AC电力线的电导体。这些是使用电流传感器以及相应指示系统的领域，其中由于其低成本且覆盖监控网络特别是LV和MV配电网络和铁路电力线可能需要很多电流传感器，因此其是特别有利的。本发明已经实现的是，被感测的电导体也可以是例如用于家用的消费者电缆。
在根据本发明的电流传感器的实施例中，其还适合于感测多于一个的导体，例如用于通过进行差异分析感测至电负载的接地泄漏。在根据本发明的电流传感器的实施例中，所述感应线绕电流互感器的磁轭尺寸适合于围绕、保持和感测多于一个的导体。传感器中的互感器此时可以配备有相对大尺寸的磁轭，用于围绕多于一个的导体或者以其他方式适合于感测多于一个的电缆。需要差异分析的时候，例如是当进行至诸如泵、加热器等不同电负载的接地泄漏时。例如当导体配备有接地电缆部分时，对于多电缆导体这也特别有利。
在根据本发明电流传感器的实施例中，所述传感器，即所述电流响应装置、电路和发射装置全部都设在包括外壳的单一单元中。由此，提供了低成本、低功耗的电流传感器件，可将其小型化、设计化且便利地安装在常规电力线或多种类型的导体上。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于电导体的指示系统，该系统包括上述类型的AC电流传感器。在其一个实施例中，所述指示系统还包括：电隔离的通信链路，用于中继传送至少自所述电流传感器的所述非电波信号；和检测单元，能操作以用于至少感测来自所述电流传感器的至少所述电流幅值指示脉冲信号的频率并将其转换成瞬时电流值，以用于确定不同导体状态，诸如瞬时电流值、发生短路、中继传送切断、电力高峰等。
由此，提供了通用的、快速的且可靠的指示系统，其可以适合于与LV、MV和HV电力线中的电导体一起使用，且用于宽的电流检测范围，并且可用于指示大量基于电流的状态，诸如平均电流值、短路、电力线故障、中继传送切断、基线故障，且全部基本上都是实时的，提供了瞬时电流值。
对导体上存在的诸如是否已经发生短路之类的电流状态的确定优选从传感器单元远程提供，不在自供电传感器单元中，这是具有一些类型已知指示器的情况。在已知的指示器中，电流感测、短路的确定并且常常还有其指示全部都提供在提供于导体处的器件内部。通过本发明，申请人已经认识到，如果想要远离感测而提供诸如短路之类电流状态的确定，就可以例如从分立的指示单元为本身的确定及其指示供给持续电源，这使得确定和指示与检测时间周期限制无关。这提供了短路确定可在非常短的电流感测时间周期内完成的优势。这使得非常快速且可靠地确定AC电流量值。
检测单元优选适合于通过提供诸如双列直插式开关、按钮之类的选择装置、显示装置或母线来选择所要监控的一个或多个当前可获得的电流状态，用于设置要被测量的所述电流状态中的一个或多个。
根据本发明的电流传感器包括电流-频率转换器，用于提供不同的或调制的脉冲信号，其频率和/或存在是指示来自一个或多个电流传感器的传感器结果，代替根据第一类型的已知的指示系统，其提供设置在导体线路上的检测器，用于提供在发生时刻对电流状态的确定，例如短路。这明显减少了传感器电路的功耗部件的数量，如上所述，这个事实明显降低了最低的可分离导体电流I1。而且，通过对于每个不同的测量使用一个或多个调制的和/或不同的脉冲信号，可以把对于技术人员来说已知的一个或多个信号处理技术用于把不同信号及其信息内容区分开。
术语“非电波信号”被限定为介质波动中的信号，其是非电性的，即不使用电子传播，但是以任何其他形式传播，例如特别是使用电磁波，诸如可见光或红外光、射频波，或其他非电性波诸如机械波或声波。对于非电性波信号，使用诸如光缆之类的电隔离通信链路具有在常常接地的指示单元和要被测量的导体之间提供电隔离传送线路的优势。但是，另一优势在于当提供一个或多个这种链路时，当通过与其他缆线诸如例如在配电盘、接线和保险丝盒、开关等中的电缆连接的配线来提供时，例如在电缆之间引起电弧的隔离缺陷的危险被相当大程度地降低了。
在其另一个实施例中，指示系统还包括：电流阈值装置，其能操作以确定与所述电流脉冲信号对应的电流是否高于预定电流阈值；和短路显示装置，其能操作以基于所述电流确定结果指示短路已经在所述电导体上发生，由此提供短路指示系统。
至少一个传感器提供的时间实时性、精确电流值可因此用于确定在被监控电导体上是否存在短路，甚至对于LV电力导体和/或对于HV线路中的附近的短路也可监控。
使用中，测试已经示出根据本发明的指示系统非常快速，且在少于1ms的短路电流持续期间内提供可靠的电流测量和短路检测，与目前可获得的已知电流状态指示器和检测器相比这是非常短的。
在根据本发明的指示系统的优选实施例中，其还包括：电压测量装置，用于进行所述电导体上的电压测量；电压阈值装置，其能操作以确定由所述电压测量装置所测量的电压在所述电流阈值装置已经作出正向确定之后的预定时间周期之后是否低于预定电压阈值；以及所述短路显示装置能操作从而当所述电压阈值装置已经作出正向确定时指示在所述电导体上已经发生短路。因此，本指示系统对不涉及到短路的短期电流峰值不敏感，这减少了错误指示的数量。
在其实施例中，所述电压测量装置和所述电压阈值装置被整体提供在包括所述电压损失电路的所述电流传感器内部。因此，可分配有分离的电压测量传感器，这进一步降低了安装和维修成本。作为替换，所述电压测量装置包括与所述电流传感器分开的电压测量传感器，这种情况下，电压阈值装置与所述电流传感器分开提供，优选提供在检测单元内部。在给定时间周期之后进行电压测量，这确保了其峰值不是由于短路的在导体中的临时电流峰值可以不会被错误地确定为短路电流。
在指示系统的优选实施例中，其还包括传感器有效性显示装置，特别是当所述导体电流在所述预定电流间隔之下时其能够操作。因此，指示系统的工作范围增加到包括低于所述预定电流间隔的电流幅值。
在根据本发明的指示系统的实施例中，其还包括电流幅值显示装置。例如LCD显示器或LED值指示器，或者类似物。由此显示电流的当前幅值，例如对于每个导体有一个显示器，或者对于所有导体有一个显示器，提供例如被监控导体的平均值或者RMS值(均方根(real Mean Square))。所示出的电流幅值通常是在预定电流间隔内的正常状态线路电流且不是所测量的短路电流。显示器可进一步用于配置(setup)目的，指示配置变量和值。
在根据本发明指示系统的实施例中，所述检测单元位于距所述电流传感器远程的位置。例如对于维护和修理，这增加了检测单元的可达性，特别是对于难于到达的接地电缆和架空电缆是有利的，减少了来自对所述系统的短路确定的电磁干扰的影响，且提供了对于多于一个电流传感器提供一个检测单元的可能性。作为替换，检测单元与所述电流传感器可被整体提供，这对于用于低功率电缆诸如家用电缆的被监控的单个导体是有利的。
在根据本发明的指示系统的又一实施例中，所述电流阈值装置还包括可调输入电流设置器件，诸如一个或多个DIP开关、电位计和/或按钮，或者可使用用于设置输入电流的显示装置，以提供所述电流阈值。因此，通过调整电流阈值至适当的值，可将相同的电流传感器应用到不同类型的导体，这取决于在所监控导体上在这一点处所预期的短路电流。可调输入电流设置器件可提供输入电流，即正常状态导体电流，系统对其是敏感的。这是可逐步获得的或者可连续设置，例如是在从40A至160A的14步骤中的可调输入电流。由此，安装简便了。在其一个实施例中，所述可调电流阈值设置器件配备有用于远程设置可调电流阈值的装置。因此，假如输入电流改变等，可远程操作所述系统的电流间隔，这降低了传输到指示系统所需的工时。
在根据本发明的指示系统的再一实施例中，所述通信链路是电绝缘纤维光缆且非电波信号是光波信号，其减少了在其中传送的信号的电磁影响。
在根据本发明的指示系统的另一实施例中，所述短路显示装置包括至少一个发光二极管。由此，提供一个或多个导体中短路的单个显示。
在根据本发明的指示系统的实施例中，所述短路显示装置还距所述检测单元远程设置，用于远程指示短路，例如是用于与远程PC通信的数字接口模块，以显示短路和其它参数。具有适当软件和与例如所述检测单元的数字接口通信的数字接口单元的PC将提供共同显示来自多于一个指示系统的短路或其他电流状态的可能性：这降低了观测被监控导体网络的每个检测单元所需的时间。当提供很多系统时这尤其有利。所述数字接口也提供了提供与电流和电压的实际情况相关的进一步的信息和远程控制的可能性。
在根据本发明的指示系统的再一实施例中，其还包括指示复位装置，且在其一个实施例中，所述指示复位装置配备有使远程复位有效的装置。当短路之后导体返回到正常状态电流时，所述指示复位装置用于复位指示系统，且其可包括手工复位装置例如检测单元上的开关或按钮、自动复位装置和/或数字接口。
根据本发明的指示系统的实施例，其还包括功率方向显示装置。由此，可以提供被指示的短路的更加精确的定位，这进一步缩短了修理具有短路的线路所需的维修时间。
在根据本发明的指示系统的另一实施例中，其还包括操作时用于检测单元的基本上持续的电源。与一些已知的指示器相反，短路的确定和指示不受电流传感器任何的检测时间周期的限制。相反，检测，即电流状态的确定和这种信息的中继传送，由所述检测单元基于来自传感器的所述脉冲信号进行。检测单元自身配备有持续电源的事实提供了电流状态的可靠指示，甚至当由于在例如短路的情况下来自所述导体的传感器驱动电流的损失的缘故而导致来自传感器的信号不再可获得时也是如此。
在根据本发明的指示系统的另一实施例中，所述检测单元提供与所述电流脉冲信号对应的所述电流作为电流平均值或者RMS，其是从提供在测量间隔内的连续提供的脉冲序列转换得到的，所述测量间隔优选是在1ms左右范围内的短测量间隔。因此，对于确定短路及其显示，可获得非常快速的导体电流指示，且可选地用于所述电流平均值或RMS值的显示，例如显示为电流平均值或RMS值的范围的平均值。
在根据本发明指示系统的另一实施例中，提供所述基本瞬时的电流值至所述检测单元，用于确定电流和/或电压质量。由于通过本发明的指示系统获得的基本上瞬时的电流值的缘故，可获得对于电流信号和/或电压信号的质量的评估，即导体电流和/或电压接近理想正弦曲线形式的程度，该程度是对导体电流和/或电压的质量的测量。
根据本发明另一实施例的指示系统，所述检测单元与所述电流传感器一起可被整体提供。作为替换，根据该观点，一个或多个电流传感器可与所述检测单元一起被整体提供。当监控LV线路时这是特别有利的，这里在两者之间不需要高电压隔离。
以下，将参考于示意图中示出的两个示范性实施例详细描述本发明，这里相似的数字表示相同的特征，图中：
附图说明
图1是示出根据本发明包括根据其第一实施例的三个电流传感器的指示系统的实施例的照片图；
图2是图1指示系统的概观图；
图3是根据本发明包括电流传感器电路的电流传感器第二实施例的非常示意性的概观图；
图4是用于图3或图1的电流传感器的传感器电路的简化电路图；和
图5A-5E是来自包括根据本发明第一实施例电流传感器的测试装备的输出显示，显示出实际上的导体AC电流以及来自该电流传感器的结果光脉冲频率。
实施例的详细描述
在图1中示出了从根据本发明的实施例的指示系统1上方观察的透视图，其中使它适合于指示各短路而分别包括根据依照本发明的第一实施例的三个电流传感器22，24和26，每一个电流传感器都适合于定位在三相AC配电网中其每一个导体上的适当位置，且适合于测量其中的电流，该电流用于经电流频率(current-to-frequency)转换变成光波信号形式的脉冲信号CS1，其脉冲频率PfCS是所测量的电流幅值(current level)的指示。
电流传感器22持续不断地感测即测量和传输在与连续预定测量时间周期或者检测时间间隔中实际导体电流相关的所述电流幅值指示脉冲信号CS1中的信息，其持续时间保持得尽可能低以提供快速指示，诸如1ms。这使得所述周期内有足够大数量的脉冲以提供基本瞬时的电流量值(current magnitudevalues)，进一步提供改善的静态精确度并能使得在所述预设测量时间周期内的电流平均值或者RMS-值精确，这比通过当前现有的已知指示系统所达到的检测时间周期快至少五倍。每个测量时间周期的所述脉冲信号的脉冲频率PfCS可以例如是10倍或者更大倍，即10kHz或者更高，见关于图5A-5C的讨论。
相应地，在所述电流传感器22的一些实施例中，通过所述电流传感器可以提供进一步的信号或脉冲信号，用于在相对低的正常状态电流条件期间指示例如传感器有效性(availability)、和/或在预定时间周期之后指示一个或多个导体上的电压损失(voltage lost)、和/或指示关于相角的信息和电压极性和/或指示用于确定导体中能流方向(power flow direction)或其直接信息的电流，以与相应的检测和显示装置协作，如以下将描述的那样。而且，通过对于各个不同的测量使用不同的信号，对于技术人员来说已知的几种信号处理技术可以用来把这些不同的信号和其信息内容区分开。这些不同的信号处理技术对于技术人员是已知的，除了提及几个实例外不再进一步讨论，这些实例包括使用不同脉冲振幅、不同单个脉冲宽度、不同脉冲频率，使用用于利用信号处理装置把迭加脉冲区分开的有辨识能力的技术，等等，诸如使用不同光波频段，即不同波段和振幅的红外光、可见红光、可见绿光、和/或激光。
所述系统1还包括用于每个传感器的一个通信链路，该通信链路包括纤维光缆(fibre optic cables)32、34、36，其近端与所述一个电流传感器设置在一起且其近端聚集在一个用于单独确定和指示短路存在的检测单元5中。作为替换，也可以提供共用的通信链路、确定和指示。三个电流传感器22、24和26中的每一个都有类似的构造，由此以下将关于图3的描述仅描述一个。已经示出了三个传感器；打算供三相1kV铁路电力线中的每一相用一个传感器。但是，很明显，根据应用可提供任意数量的传感器和相应的一个或多个通信链路，例如从用于每个导体的一个传感器、一个检测单元，到每个被监控导体用其中一个传感器的几个传感器、和一个或者多个检测单元内部的一个或者多个检测单元。而且，示出用于测量1kV电缆的实例仅仅是示例性的，且不限制范围。
通信链路是纤维光缆，其可以具有可获得的任何等级例如1mm有套芯的塑料纤维光缆SH4001，其适合于传输具有某给定脉冲频率的光波脉冲，并使用相同或不同光频段。所述纤维光缆的长度可以是任何适当的长度，这取决于其中的波衰减，例如光缆长度为1至10米。
如图1中进一步示出的，电流传感器22可包括钳夹型电流互感器2210，其通常配备有传感器外壳2252。所述电流互感器2210包括可磁感应材料的U形磁轭2244，其将要通过使用附加(attaching)装置2242而被夹绕在所述电力线周围且被螺钉2246磁性固定到外壳2252上。例如使用围绕分离装置2242之间延伸的铁心(未示出)的线圈2210以以下方式提供互感器2210，即，例如至少当短路电流在被感测电力线中流动时使用围绕分离装置2242之间延伸的芯(未示出)的线圈，以使驱动电功率提供给外壳2252内的传感器(未示出)，这将在以下参考图3和4详细描述。由此，提供了用于驱动传感器电路的自给自足的电源。作为补充，当在围绕电流传感器的区域提供有足够的光例如太阳光时，可以例如以太阳能电池的形式提供与周围环境电绝缘的外部电源，或者可以例如以电流传感器外壳内部的电池的形式提供内部电源，这特别利于监控低电流电力线。目前用于提供与周围环境电绝缘的外部电源的技术是RF供电的功率接收器，其中通过从所述电流传感器远程提供的射频波提供功率。
进一步地，所述传感器可以配备有电磁波段供应发送器/接收器(RF、光、IR等)，用于中继传送与所进行的测量相关的数据、和/或设置和/或调节传感器内部的其他值，诸如例如在内部测量的电流间隔I1-I2、Imax和/或者其他值等。
在一个实施例(未示出)中，电流传感器还可以适合于感测多于一个的导体。这可以是当感测诸如泵、加热器、照明等引起电负载的导体上的接地泄漏(earth leakage)时的情况，这里，可以对将在其上进行测量的众多导体进行差异分析(difference analysis)。例如，如果所述感应线绕电流互感器的磁轭尺寸适合于围绕、保持和感测多于一个导体，则电流传感器可适合于这种用法。那么，传感器中的互感器可以用于感测多于一个电缆，且例如当单向流动的电流不等于返回的电流即电流之和不为零时，提供检测信号。例如当对所述电负载实施接地泄漏时，需要这种差异分析。例如当导体配备有两个或者更多电流引导导体和/或一个或者更多接地电缆部分(cable section)时，这对于多电缆导体也是特别有利的。
检测单元5包括检测装置51，如图2中所示，其例如可以是诸如光电二极管或者类似物之类的光脉冲检测器，该光脉冲检测器例如与微控制单元集成在一起，包括在具有易于读数的正面的外壳内。所述检测单元5还容纳检测电路(为了简便并易于概观而未示出)。检测单元5还包括一个红LED和一个绿LED形式的短路显示装置，用于正面上的每一个短路显示装置532、543、536，当确定导体上短路时，开关它们从而可以显示出红光，而当测量正常状态电流时和/或当通过检测装置51记录传感器有效指示信号时，可以显示出绿光，这种情况下LED也可以用作传感器有效显示装置540。在图3中，示出了设置在指示器外壳上的分立的LED 540。
而且，所述检测单元5可包括电流幅值显示装置(未示出)，其可显示在提供工作电流值的三个导体上测量的电流的平均值或RMS值，或者可以是一输入电流值，为该输入电流值提供指示系统。显示装置可提供LCD显示，或者幅值指示器(level indicator)显示，或是用于通知相对数值的其他适合的装置。该输入电流值或者短路设定点值可通过DIP开关552或者通过上/下开关手工调整，和/或远程设置，其中其本身的其他变换对技术人员是已知的。而且，所述检测单元5包括指示复位装置560，用于例如当相应地修复了线路时指示系统在已经指示了短路之后的复位。短路显示装置或LED532、543、536可保持红色，直到指示器被复位为止。复位装置也可包括外部手工复位，或者例如4小时或1天的可调给定时间周期之后的自动复位，给维修人员足够的时间记录短路并修理。所述工作或输入电流值的设置、指示系统1的复位以及通过短路显示装置的显示还可从所述检测单元5远程实施，例如使用数字接口580，由此中继传送远程指令和显示。而且，所述检测单元5配备有安装系统570，例如用于与诸如DIN铁轨TS 35之类的标准铁轨协作。
在图2中示出了图1指示系统1的示意性概观图，其中传感器单元22、24和26被设置在诸如三相1kV铁路电力线之类的导体L1、L2和L3周围。提供各纤维光缆32、34和36以分别中继传送来自所述传感器单元22、24和26的非电波光信号至检测单元5，这里微控制器单元或MCU用于处理来自每个传感器单元的单独的光信号。所接收的光信号包括电流脉冲信号，其频率与所测量的导体电流成比例。微控制器单元MCU能将每一个所接收的信号或脉冲信号CS转换成电流值，且其能用作检测单元5。
导体L1、L2、L3是1kV AC铁路电力线，例如用于提供光和业务用电(service power)至沿着铁路的多个位置。但是，所述电流传感器22、24、26可适合于从小到大的直径例如从几mm至几cm之间直径的任何AC电导体。但是，要考虑尺寸因素，因为尤其是磁轭2244必须适于适合不同尺寸的导体。根据传感器电路的组成，导体可以是用于LV、MV和HV电力线的AC导体。
所述检测电路包括检测装置51，用于至少感测至少所述电流脉冲信号的频率且例如通过使用如图2中所示的所述MCU将其转换成与所述电流脉冲信号的频率相对应的电流。在短路指示系统中，检测电路还包括电流阈值装置，其可操作用于确定与所述电流脉冲信号CS的频率相对应的电流是否高于预定的电流阈值Imax。该系统还包括电压阈值装置，其可操作用于确定：在预定时间周期t1之后，在所述电流阈值装置已经肯定地确定预定电流间隔以上的电流之后，通过电压测量装置测量的电压是否低于预定电压阈值Vmin，该时间t1例如对于1kV电力线来说在200ms左右或者至少低于500ms。不过这种检测电路可以根据对技术人员而言常规的技术提供，在此将不作进一步描述。根据应用即所监控的功率级(power level)而选择预定时间周期。例如在双稳态继电器中可以整体地提供装置51，即MCU和确定装置，用于改变短路显示装置至故障状态，例如LED发出红色可见光。
通过检测单元5上的DIP开关552设置输入电流值，其输入电流确定检测单元5的过电流触发电平或电流阈值，这取决于被检测的导体类型。例如，由于AC电力线中所测量的正弦波电流的缘故，因此比方说40A的输入电流值设定值将对应于
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或54.4A的过电流设定值。因而1ms测量时间周期中实际允许的电流Imax对于40A输入电流设定值来说将为54.4A。换句话说，在1ms周期内高于54.4A的任何所测量的电流都将被检测为40A的±10％或者±5％范围内的短路电流，或者根据应用来检测可能更好，上述1ms周期随后是所述200ms延迟之后的电压测量，例如低于20Vdc或者40Vac的Vmin的电压测量。
所述电压测量装置可以以两种方式提供：在第一实施例中，所述电压测量装置是分立的电压测量监控器40，如图2中所示，其可由现场(at the site)使用的主互感器提供，提供要被中继传送的测量值至MCU，用于关于电压是否在所述预定时间周期t1之后损失的确定，即，电压是否低于所述电压阈值Vmin，例如从额定电压的10至50％或者更低。
在第二实施例中，电压测量装置和电压阈值装置整体以2240提供在电压损失指示电路2226中的电流传感器22内，如图3中所示，用于提供所述电导体的静电电压测量，其可使用适合于提供所述非电波信号作为电压损失指示信号VLS的各种可获得部件实现，其存在是指示所述预定时间周期之后所述电导体上的电压低于所述预定最小电压值。第二实施例通过减少所要分立安装的部件数量和简化检测电路提供了缩短安装时间的优势。
在给定时间周期之后进行电压测量，确保了导体内其峰值不是因短路导致的那些暂时电流峰值可以不被错误地确定为短路电流。通过传感器进行的所述电压测量是可选的，但是需要一种电压测量来正确确定电力高峰(power surge)是否实际上是短路而不是某些其他短暂电力假信号(short lived power glitch)。
例如，当已经修复了短路时或者当电流状态已经返回到正常模式时，将手工复位提供为端子C1和C2之间的开关，用于将指示系统复位至操作状态。
用于检测电路的电源由例如AC或DC电源这样基本稳定的电源提供，诸如提供在端子A1和A2处的主干线(mains)、电池组等。由此，对短路电流检测时间周期没有限制，且提供可靠的短路确定。
使用期间，如图2中所示，当每个电流传感器22、24、26被夹持到其各自的导体L1、L2、L3上时，由每个电流传感器22、24、26产生非电波脉冲信号，这里，所得到的脉冲信号的脉冲频率与由导体上各自电流传感器感测的AC导体电流成比例。为所提供的每个电流传感器提供LED 532、534、536形式的短路显示，其用于指示被感测导体的短路或者故障状态。作为替换，为所有传感器提供一个公用LED，指示短路或者在指示系统的其他实例中也指示其他基于电流的状态，诸如功率、无功功率等。
如图3中所示，传感器电路2220通过电流互感器2210被提供有驱动电流，即自给自足的电源，并包括电流幅值指示电路2222，该指示电路2222包括使用一个或者更多放大器来提供具有与输入电流即导体电流量值成比例的频率PfCS的光波脉冲信号的电流—频率转换器，其脉冲信号由装置2230即LED发出，该LED对于从电流传感器发出的所有光波信号是公用的。作为替换，第一组发射器可发送出一个、大量或所有信号，第二组发射器可又发射出一个、一些或所有信号；或者为每个所要发射的信号提供一个LED，其需要相应的通信链路和检测单元5内的接收装置。
所述预定电流间隔I1—I2是电流传感器的工作范围，即，适合于传递用于提供脉冲光信号的传感器电路驱动电流的导体电流。该范围可以根据应用通过适当选择电路部件而优选地被选择，例如对于1kV线路选择为10至200A，或者对于LV电力线选择为5至500。为了可检测，将脉冲宽度设置为相对于1ms的测量间隔的适当宽度，并且现代的检测单元可用于检测小于10μs例如0.5至5μs之间、优选从1至3μs、最优选接近1.2至2μs范围内的脉冲宽度。可适当选择单个脉冲的高度和/或宽度以用于不同目的。这种脉冲串(pulse train)的分辨率(resolution)的选择是本电流传感器的优势，因为它可易于适于根据本发明的系统中相应检测单元的任意给定的检测分辨率。
上述的Imax，即用于识别例如短路或者线路故障的电流阈值，优选地被选择为位于所述电流检测间隔I1—I2内或者可被限定为等于I2。
电流幅值指示电路2222的实例于图4中示出，其中在电流—频率转换器的两个端子处提供例如来自电流互感器2210的电力输入，且由来自LED的脉冲信号提供输出，其脉冲频率与所述互感器2210上的电流成比例。包括电流—频率转换器的电路2222包括运算大器/比较器，其在装置中与多个电路部件连接。已知的事实是，本领域技术人员很明白怎样根据所需应用匹配电路部件类型、值和位置的不同技术，以及怎样提供其他类型的电流—频率转换器，因此在此将不再进一步对其进行讨论。
根据本发明，每个传感器电流—频率转换器必须依附的规格取决于应用。于图4中示出的电路2222被设置成可应用于三相1kV铁路业务电力线，每相一个传感器，且依附于以下规格：从40A至160A的操作电流输入间隔，允许成比例即单变量相关性(single-variable dependency)，在适当输出频率间隔内其可以是非线性的、或者部分线性或全部为线性或者成对数比例，即用于与短路指示系统的检测单元协作，以使其能够可靠地记录其脉冲频率，对于使用目前可获得的检测器部件的高分辨率和可靠性的检测来说其适当的频率间隔可从50kHz至180kHz。
如图3中所示，传感器电路2220还包括传感器有效性指示电路2224，其用于提供传感器有效性指示信号AS，其脉冲频率PfAS是预定的且与所述电流幅值指示脉冲信号CS1的脉冲频率PfCS相比相对较低，例如每十分之一秒一次与每十秒一次之间的间隔，优选为每秒一次左右。
传感器电路还包括电压损失指示电路2226，其优选可与所述传感器有效性指示电路2224集成在一起，用于提供所述电导体的静电电压测量并适合于提供所述非电波信号作为电压损失指示信号或脉冲信号VLS，该信号的存在是指示在预定时间周期之后所述电导体上的电压低于预定最小电压值，其优选短于传感器有效性指示信号的周期，诸如在200ms之后。其可以是特定的单脉冲信号，不同于来自电流传感器的其它信号中的每一个信号，以使检测单元能够把它们区分开。
如图3中所示，传感器电路2220还包括能流方向指示电路2228。预期有两个不同实施例，第一能流方向指示电路2228A用于提供与用于检测单元5中随后的能流方向确定的电压测量相关的信息，例如提供具有各自脉冲频率PfPA和PfPP的两个不同的脉冲信号，一个对应于相角而一个对应于所述被测量电压的极性，所述脉冲信号从所述装置发出，其用于发出非电波信号；而第二实施例中，在传感器电路中进行能流方向确定，该实施例基于电流流向的连续确定结果而提供具有二元值(binary values)的单脉冲信号。指示能流方向的其他方式对于技术人员来说是已知的，中继传送到检测单元5。相应地，检测单元5能够区分这些脉冲信号并将其转换成能流方向值，其是二元的，例如电流在一个方向上流动或者在短路期间在另一个方向上流动，这里，电流流动方向借助流向显示装置(未示出)指示。由此，可以为维修人员简单且快速地修理而指示出关于短路的方向。
电路2222、2224、2226、2228可被整体提供，尤其是电路2224和电压损失指示电路2226可被整体提供，电压损失电路利用对于传感器有效性指示电路2224存在的放大电压来用于可靠的电压损失指示。而且，可包括储能电路，其用于控制和降低传感器电路的功耗。本发明已经实现的是，可包括用于提供电导体特性的附加测量的其他电路，其用于通过所述检测装置51和单元5进行处理、确定和/或指示，而且根据本发明的电流传感器可用于除了在此描述的在指示系统中用于短路之外的其它应用。
而且，所述传感器可设在一个单一单元中，见图1和2，这种情况下，提供了低功耗单元，其适合于在如所描述的指示系统内协作。
很明显，已知的事实是，可以使指示器具有接收接近瞬时电流值和可选的电压电平的能力，该指示器还可适合于指示实际的功率值和/或功率级，即其平均值，和/或在还提供电流/电压的相角时指示被测量的AC导体中的无功功率。
而且，所述指示系统可被整体提供(未示出)，特别在LV系统中这是优势，其中不需要高压电隔离，这种情况下，包括一个或多个传感器的整个指示系统可以在一个安装步骤中被安装。
使用中，快速指示电导体中AC电流状态的方法包括以下步骤：由设在所述电导体处的根据本发明的电流传感器提供电流测量；将所述电流测量结果转换成电流脉冲信号，其频率与所述电流测量测结果成比例；将所述电流脉冲信号中继传送至检测单元，以将其转换成瞬时电流值，用于确定不同的导体状态，诸如瞬时电流值、发生短路、中继传送切断(relay cut outs)、电力高峰等。
一种电流状态来确定是否已经发生了短路，所述方法还包括：确定如果所述电流脉冲信号高于预定电流阈值，并且在该情况下在预定时间周期之后，通过在电导体上的电压测量来确定如果电压低于预定最小值，在这种情况下指示出在所述导体上发生了短路。
测试结果
借助具有与图4中所示的那个电路图等效的传感器电路图的图1的电流传感器，进行大范围的测试。
图5A至5E示出了来自所述电流传感器的信号，该信号示出实际导体电流和来自该电流传感器的发射LED的相应频率信号。
在图5A中，示出了被测量导体电流，即50Hz左右的正弦曲线，在由2>表示的水平线上具有零，并示出了LED相应的频率输出，其由光输出指示，在由1>表示的水平线上具有其零值，x轴的每一个分度都对应于5ms。如可以从图5B中更清楚地看到的那样，其是图1的放大图，示出了电流传感器更加详细的输入和输出图，这里，x轴的每个分度都是2.5ms，这里看上去为阶梯状的光输出实际上由具有远高于所述被测AC电流的频率的光脉冲串构成。
从图5A和5B中还可观察到，涉及到实际电流信号极性的信息被示出为从LED发出的两个不同强度等级的光。负电流实际上可通过每个光频脉冲的最大高度与正电流辨别开，前者通常低于后者。这使得能进行被测瞬时电流极性的检测，这也可以由所述检测单元5指示。
在图5C中，放大示出了电流传感器输入和输出的甚至更详细的图，这里x轴的每个分度都对应于1ms。在此，可清楚看出，瞬时电流量值可通过频率提供，该频率即为每时间周期即图5C中的1ms的光脉冲数。
在图5D和5E中，示出了来自图5A、5B和5C的一系列单个脉冲重叠部分的上升沿前沿，其中每个信号的前沿都定位在彼此之上。在此，以x轴上分别为1μs和250ns的每个分度放大。第一脉冲的后沿是这样的指示：每个脉冲(在图像中左侧的“脉冲”)的宽度可以以下方式区分，被检测的瞬时导体电流值越高，发出的光脉冲宽度越宽，且反之亦然。这是由于传感器电路中使用的电容的放电时间终止的缘故。进一步示出的是，也可以使随后的脉冲(右侧的“脉冲”)具有距其先前的脉冲(leading pulse)不同的距离，这也由所述效应导致。因此，与电流值相关的进一步的信息可通过两个脉冲之间的距离和/或每一单个脉冲宽度提取。因此，提供每测量周期(1ms)低到两个脉冲甚至一个脉冲的电流测量，这相对于已知的指示系统来说是非常实质性的改进。
清楚的是，电流传感器的动态范围，即操作测量的电流间隔至输出频率间隔，可适合于给定应用。进一步的测试已经显示出，包括其中传感器有效性功能起作用的范围的约1至500A内的动态范围，对于根据本发明的电流传感器来说是可达到的，根据通过适当选择传感器电路中电路部件所测量的电流间隔，该范围很明显可上移或下移。这些测试揭露出最小和最大电流值之间可达到的关系通常为1:100。
通常，当根据互感器和所使用的部件选择宽的动态电流检测范围例如从1:10直到1:200时，这导致成本增加，且反之亦然。因此，实际上，可选择任何适当的动态电流范围，例如，当对于HV电力线提供根据本发明的电流传感器时，可选择宽的动态范围，对于MV电力线，可选择窄的动态范围，和对于LV电力线可选择短的动态范围，或反之亦然。这也将直接反映在电流传感器的物理尺寸中，其又是互感器尺寸的函数。
根据本发明的指示系统还可包括温度传感器(未示出)，例如所述检测单元5包括所述温度传感器以提供该参数的指示，从而检测另外的出错状态，诸如飞弧(flashover)或接近指示系统的火灾。
根据本发明的指示系统，其中所述检测单元还包括显示装置和/或中继传送装置，用于远程指示所测量的电压和/或相角和/或功率和/或。
已经意识到根据本发明的传感器和指示系统的其它应用。当提供辅助的电压测量时，提供接近瞬时的电流值甚至能提供评估导体电流质量和/或电压质量的独特的机会。导体电流或者电压的质量可以被限定为所获得的信号曲线对应于理想正弦曲线的程度。该程度越高越好，因为非正弦曲线表示导体线上的功耗或者其他问题。在一个实施例中，使检测单元具有提供对一系列瞬时电流和/或电压值的评估以及与所期望正弦形式的相关性的能力，指示系统能够根据被监控的所述一个或多个导体提供这种电流状态的检测。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种AC电流传感器(22；24；26)，用于进行导体中AC电流量级的基本实时测量且用于产生非电波信号作为输出，所述非电波信号包括具有一频率的一系列脉冲，该频率与所测量的电流量级成比例，所述电流传感器包括：
电流响应装置，其包括感应线绕电流互感器(2210)，适合于安装成邻近所述电导体，所述电流响应装置提供电功率作为所述电流传感器的驱动电流；
传感器电路(2220)，包括具有电流—频率转换器的电流幅值指示电路(2222)，适合于提供所述非电波信号作为基本实时电流幅值指示脉冲信号(CS1)，该基本实时电流幅值指示脉冲信号具有一脉冲频率(PfCS)，当所述导体电流处于预定电流间隔(I1—I2)内时所述脉冲频率与所述导体电流的量级成比例；以及
所述传感器电路(2220)还包括用于发射所述非电波信号作为输出的装置(2230)，所述电路(2220)还适合于提供至少一个另外的非电波指示信号，例如传感器有效性指示信号(AS)和/或电压损失信号(VLS)和/或电流相角指示信号(PAS)和电流极性指示信号(POS)和/或能流方向信号(BS)。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述电流幅值指示脉冲信号(CS1)的脉冲频率(PfCS)位于预定频率间隔内，这里所述频率间隔被选择成适合于在指示系统内协作，用于指示所述导体中的电流状态，例如短路情况。
3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述传感器电路还包括传感器有效性指示电路(2224)，所述传感器有效性指示电路(2224)适合于特别是当电导体电流低于所述预定电流间隔(I1—I2)时，提供所述非电波信号作为传感器有效性指示信号(AS)，所述传感器有效性指示信号(AS)指示传感器的有效性。
4.根据权利要求3所述的传感器，其中所述传感器有效性指示信号(AS)的脉冲频率(PfAS)是预定的且与所述电流幅值指示脉冲信号(CS1)的脉冲频率(PFCS)相比相对较低，例如是每十分之一秒一次和每十秒一次之间的间隔，优选每秒一次左右。
5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述传感器电路还包括电压损失指示电路(2226)，用于提供所述电导体的静电电压测量并适合于提供所述非电波信号作为电压损失指示信号(VLS)，所述电压损失指示信号(VLS)的存在指示出所述电导体上的电压在电流低于所述预定的电流间隔之后的预定时间周期之后低于预定的最小电压值，该预定时间周期优选短于传感器有效性指示信号的周期，例如在从50至500ms之后。

Claims (47)

1.一种AC电流传感器(22；24；26)，用于进行导体中AC电流量级的基本实时测量且用于产生非电波信号作为输出，所述非电波信号包括具有一频率的一系列脉冲，该频率与所测量的电流量级成比例，所述电流传感器包括：
电流响应装置，其包括感应线绕电流互感器(2210)，适合于安装成邻近所述电导体，所述电流响应装置提供电功率作为所述电流传感器的驱动电流；
传感器电路(2220)，包括具有电流—频率转换器的电流幅值指示电路(2222)，适合于提供所述非电波信号作为基本实时电流幅值指示脉冲信号(CS1)，该基本实时电流幅值指示脉冲信号具有一脉冲频率(PfCS)，当所述导体电流处于预定电流间隔(I1—I2)内时所述脉冲频率与所述导体电流的量级成比例；以及
所述传感器电路(2220)还包括用于发射所述非电波信号作为输出的装置(2230)。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述电流幅值指示脉冲信号(CS1)的脉冲频率(PfCS)位于预定频率间隔内，这里所述频率间隔被选择成适合于在指示系统内协作，用于指示所述导体中的电流状态，例如短路情况。
3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述传感器电路还包括传感器有效性指示电路(2224)，所述传感器有效性指示电路(2224)适合于特别是当电导体电流低于所述预定电流间隔(I1—I2)时，提供所述非电波信号作为传感器有效性指示信号(AS)，所述传感器有效性指示信号(AS)指示传感器的有效性。
4.根据权利要求3所述的传感器，其中所述传感器有效性指示信号(AS)的脉冲频率(PfAS)是预定的且与所述电流幅值指示脉冲信号(CS1)的脉冲频率(PFCS)相比相对较低，例如是每十分之一秒一次和每十秒一次之间的间隔，优选每秒一次左右。
5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述传感器电路还包括电压损失指示电路(2226)，用于提供所述电导体的静电电压测量并适合于提供所述非电波信号作为电压损失指示信号(VLS)，所述电压损失指示信号(VLS)的存在指示出所述电导体上的电压在电流低于所述预定的电流间隔之后的预定时间周期之后低于预定的最小电压值，该预定时间周期优选短于传感器有效性指示信号的周期，例如在从50至500ms之后。
6.根据权利要求5所述的传感器，其中所述传感器有效性指示电路和所述电压损失指示电路被整体提供，用于至少提供至少一个特定脉冲信号形式的所述电压损失指示信号(VLS)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述传感器电路还包括：用于从用于发射非电波信号的所述装置提供相角指示信号(PAS)和极性指示信号(POS)的能流方向指示电路(2228A)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器，其中所述传感器电路还包括：用于从用于发射非电波信号的所述装置提供指示所述能流方向的特定流向信号(BS)的能流方向指示电路(2228B)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中用于发射非电波信号的所述装置是至少一个发光二极管并且非电波信号是至少一个光波信号。
10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中用于发射非电波信号的所述装置是用于提供所有信号和/或脉冲信号的一个或多个器件。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的传感器，其中用于发射非电波信号的所述装置是用于每一个信号的一个器件。
12.根据权利要求10或11所述的传感器，其中所述信号中每一个信号的波频段不同于其他信号的波频段。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的传感器，其中所述信号中每一个信号的振幅不同于其他信号的振幅。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的传感器，其中至少电流幅值指示信号的每个脉冲的脉冲宽度是从0.5至5μs、优选从1至3μs、最优选从1.2至2μs的相对较短的脉冲宽度。
15.根据前述权利要求10至14中任一项所述的传感器，其中每个信号的脉冲宽度和/或高度不同于其他信号的脉冲宽度和/或高度。
16.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其适合于将另外的电功率提供给所述传感器电路。
17.根据权利要求16所述的传感器，其中所述传感器包括本地电源，即诸如电池之类的内部电源，和/或诸如太阳能供电板和/或RF供电的功率接收器之类的与周围环境电隔离的外部电源。
18.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其适合于是配电网络中AC电力线的电导体。
19.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其适合于是用于铁路的AC电力线的电导体。
20.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，还适合于感测多于一个的导体，例如用于通过进行差异分析来感测至电负载的接地泄漏。
21.根据权利要求20的传感器，其中所述感应线绕电流互感器的磁轭尺寸适合于围绕、保持和感测多于一个的导体。
22.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中传感器，即电流响应装置、电路和发射装置全部都设在包括外壳的单个单元中。
23.一种用于电导体的指示系统(1)，其包括根据权利要求1至22中任一项所述的AC电流传感器(22；24；26)。
24.根据权利要求23所述的指示系统，还包括：
电隔离通信链路(32；34；36)，用于至少中继传送来自所述电流传感器的所述非电波信号；和
检测单元(5)，其能操作以用于至少感测来自所述电流传感器的至少所述电流幅值指示脉冲信号(CS1)的频率，并将其转换成基本瞬时的电流值以用于确定不同的导体状态，例如瞬时电流值、发生短路、中继传送切断、电力高峰以及类似状态。
25.根据权利要求23所述的指示系统，还包括电流阈值装置，所述电流阈值装置能操作以用于确定与所述电流脉冲信号(CS)的频率对应的电流是否高于预定电流阈值(Imax)。
26.根据权利要求25所述的指示系统，还包括短路指示装置(532；534；536)，所述短路指示装置(532；534；536)能操作以用于基于所述电流确定结果而指示在所述电导体上发生了短路。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的指示系统，还包括：
电压测量装置(40；2240)，用于进行所述电导体上的电压测量；
电压阈值装置，其能操作以用于确定所述电压测量装置(40；2240)所测量的电压在所述电流阈值装置已经作出正向确定之后的预定时间周期(t1)之后是否低于预定电压阈值(Vmin)；以及
所述短路指示装置(532；534；536)，其能操作以用于指示当所述电压阈值装置已经进行了正向确定时在所述电导体上发生了短路。
28.根据权利要求27所述的指示系统，涉及权利要求5至22中任一项，其中所述电压测量装置和所述电压阈值装置被整体提供在包括所述电压损失电路(2240)的所述电流传感器内。
29.根据权利要求27或28所述的指示系统，其中所述电压测量装置包括与所述电流传感器分离的电压测量传感器(40)。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的指示系统，还包括传感器有效性显示装置(540)，所述传感器有效性显示装置(540)特别在所述导体电流低于所述预定电流间隔(I1，I2)时能够操作。
31.根据权利要求23至30中任一项所述的指示系统，还包括电流幅值显示装置。
32.根据权利要求23至31中任一项所述的指示系统，其中所述检测单元(5)位于距所述电流传感器(22；24；26)远程的位置。
33.根据权利要求25至32中任一项所述的指示系统，其中所述电流阈值装置还包括诸如一个或多个DIP开关(552)或者电位计之类的可调输入电流设置器件，所述可调输入电流设置器件用于设置输入电流以提供所述电流阈值。
34.根据权利要求33所述的指示系统，其中所述可调电流阈值设置器件配备有用于远程设置可调电流阈值的装置(580)。
35.根据权利要求24至34中任一项所述的指示系统，其中所述通信链路(32；34；36)是电隔离纤维光缆并且非电波信号是光波信号。
36.根据权利要求24至35中任一项所述的指示系统，其中所述短路指示装置包括至少一个发光二极管(532；534；536)。
37.根据权利要求24至36中任一项所述的指示系统，其中所述短路指示装置进一步设置在距所述检测单元(5)远程的位置，用于远程指示诸如短路之类的一个或多个电流状态，例如其包括用于与远程PC进行通信的数字接口模块(580)，以用于显示诸如短路情况之类的所述电流状态和/或其它参数。
38.根据权利要求23至37中任一项所述的指示系统，还包括指示复位装置(560)。
39.根据权利要求38所述的指示系统，其中所述指示复位装置(560)配备有使得远程复位有效的装置。
40.根据权利要求23至39中任一项所述的指示系统，还包括功率方向显示装置。
41.根据权利要求24至40中任一项所述的指示系统，还包括操作中时用于检测单元(5)的基本持续的电源。
42.根据权利要求24至41中任一项所述的指示系统，其中所述检测单元(5)提供与所述电流脉冲信号的频率对应的所述电流作为电流平均值或RMS值，其由连续提供的一系列脉冲转换而来，用于反应实时电流。
43.根据权利要求24至42中任一项所述的指示系统，其中所述基本瞬时的电流值被提供至所述检测单元(5)，用于确定电流和/或电压质量。
44.根据权利要求24至43中任一项所述的指示系统，其中所述检测单元(5)与所述电流传感器(22；24；26)一起被整体提供。
45.根据权利要求24至44中任一项的指示系统，还包括温度传感器。
46.根据权利要求45所述的指示系统，所述检测单元(5)包括所述温度传感器。
47.根据权利要求24至46中任一项所述的指示系统，其中所述检测单元(5)还包括显示装置和/或中继传送装置，用于远程指示所测量的电流和/或电压和/或相角和/或功率和/或电压和/或电流质量和/或极性和/或其他所确定的值，该远程指示基于所提及参数中的任一个参数。
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