CN102095909B - 具有两种连接可能性的电气测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电功率表(1)，用于横穿或非横穿电缆的连接。该功率表(1)包括输入和输出通道端子和端子之间的电流检测螺线管(12)。对于断开电缆(8₁、8₂)的连接，金属杆(40)被约束地装配在端子之间从而确保电缆端部(8₁、8₂)之间的导电。杆(40)阻塞螺线管(12)的通道从而防止任何物体被插入。为了与横穿电缆连接，叶片(40)是可移除的。

Description

具有两种连接可能性的电气测量装置

技术领域

本发明涉及将测量装置和电量计尤其是模块化设备连接至电力系统。本发明尤其涉及一种用于测量在线导体中流动的电量的装置，该线导体通过螺纹端子连接。

背景技术

居民和第三产业电气设施或工业电力系统可包括测量电流参数的装置。因此，电线导体延伸穿过电量计，该电线上的电压也被测量，从而推算电力消耗和/或不同的电参数。两种类型的组件共存：所谓的横穿电缆测量装置直接装配在线路的电缆上。其他计量器包括用于电线导体的断开端部的连接端子，而合适的桥接件经由测量装置例如电流互感器螺线管(toroid)将它们连接。

根据该线路的结构和安装，仅可选择两种类型计量器其中的一个，这意味着从业人员所能参照的数量倍增并且安装人员不得不在非常早的阶段选择连接装配件的类型。此外，如果计量器必须断开然后重新连接，那么计量器可能由于连接的改变而被改变。为了避免这一缺陷，文档EP1,120,659提出一种测量装置，其中，导电杆连接端子并且彻底穿过该测量装置，该测量装置由此可以允许通过连接至端子的横穿电缆和非横穿电缆而连接。

但是，这一方案导致在连接端子位置处(level)的剩余空间的减少。因此，对于相同的计量器范围，横穿电缆装配件中的电缆横截面被限制，除非电缆被裸露以连接至端子。

发明内容

除了其他优势，本发明的目的是减轻现有电量计的缺点。更一般地，本发明提出一种在横穿或非横穿电缆装配件中容纳具有相同横截面尤其是大横截面的电缆的测量设备。

根据一项特征，本发明涉及用于测量电量的设备，包括带有夹持装置的输入和输出端子，该夹持装置尤其是通过螺钉实现。该测量设备优选地包括多对端子并尤其是四对端子，对应于三相电源以及中性导体。电流导体通道限定在该设备的端子之间并且关联于用于测量代表该通道内或完整线路中流动的电流的量或参数的装置。尤其地，该测量装置包括测量每个通道的电流强度的装置，尤其是互感器螺线管，与处理装置相关联，例如印刷电路卡。测量装置也可包括测量与处理装置相关联的电压的装置。测量电压的装置优选地是可以夹持在电流导体的通道上的螺钉，并尤其地设计为刺穿其上定位的电缆的绝缘体。这种针型螺钉有利地装配在每对端子的其中一个上，从而简化该装置的装配，以及增加对可能出现的电缆护套的任何穿透定位的精确度。

为了简化的目的，测量装置还可通过将后者设置在适用于测量装置的框架中而进行装配，将第二框架装配到第一框架上，从而以稳定和精确的方式容纳测量装置和其他部件，以及然后装配电气处理装置，从而形成能够直接地装配在壳体中的产品芯部。

为了实现横穿或非横穿电缆与相同设备连接，根据本发明的测量设备设置有导电元件，该导电元件能够装配在电流导体通道中，两个端子之间，用于连接切断电缆的两个端部。叶片或杆类型的导体元件优选为具有两个弯曲端部部分的金属区段，从而以对中的方式容纳电缆端部。容纳导电杆的端部部分的端子的部分优选地采用适当和互补的形状从而确保杆精确地装配在端子中。此外，用于约束或固定的装配，杆的其中一个端部能够包括翼片，端子的笼框(cage)设置有凹槽，其与翼片相结合地操作从而稳定该组件。优选地，为了防止当该测量装置沿竖直方向装配时掉落，杆配置成使得它们不能通过端子。采用这种方式，该杆能够仅沿着对应于从上到下的一个方向插入到该设备的装配位置中，而不能掉落。

根据本发明，导电杆进一步被配置成：当导体杆装配定位时，阻塞、封闭端子之间的电流导体通道，即，电缆不能插入通道中。尤其地，该杆包括中间部分，该中间部分例如平行于端部部分之间的连线(alignment)偏移优选等于该通道宽度的距离。该中间部分有利地通过垂直于上述连线的部分与端部部分分离开，所述部分形成当执行连接时用于电缆端部的挡止件，使得插入该测量装置的电缆的长度固定。在一项优选实施例中，杆是Ω形状的，中间部分平行于端部部分。该中间部分优选地设置有固定装置，尤其是互补于位于测量装置的通道中的叉头的开口。

根据另一特征，本发明涉及对应于这种测量装置的功率表，具有相应于每个相的电流测量装置和电压测量装置，以及共用的数据处理印刷电路卡。

附图说明

其他优势和特征将根据本发明的特定实施例的下述说明而变得更加清楚明了，这些实施例的说明仅仅是为了非限制性实例的目的，示出在附图中。

图1示意性地示出电量计。

图2A、2B、2C和2D示出根据本发明的优选实施例的连接系统。

图3示出根据本发明的电量计的优选装配件。

图4A和4B表示在根据本发明的一项实施例的电量计中由横穿和非横穿电缆形成的连接。

具体实施方式

电源电量计1包括壳体2，通常牢固地固定至竖直壁上，尤其通过后面板上的合适装置，以接合到装配轨道4上。为了简化地说明本发明的一项优选实施例，包括测量设备1的元件将参照这一使用位置而进行说明。使用相对位置术语诸如“侧向”或“侧部”、“上部”、“底部”等不应当被理解为限制因素。

根据本发明的示意性地示出图1中的本发明的一项优选实施例，电源电量计1通过三个竖直相位导体和中性(竖直)导体经由其上面板6₁和下面板6₂中的合适开口5连接至具有电源的四相配电系统。该导体或电缆8的横截面根据流动于其中的电流的强度而被标准化。尤其地，根据本发明，该测量装置1采用适于高达125A的电流强度的电量计，电缆8的横截面积达到35平方毫米，或者甚至是50平方毫米，即，考虑到电缆通过开口中的小的剩余空间为大横截面的电缆8。

导体通道10连接导体8的两个输入和输出表面6以形成线路8、10，不论测量设备1中的电缆8的装配模式如何。通过壳体2的导体通道10关联于用于确定电量的装置。尤其地，每条线8、10(除了中性)穿过检测电流的强度的螺线管12，并且连接至用于测量电压的装置14。测量装置12、14的每一个与测量信号的处理装置16相关联，从而提供对应的数据。根据优选实施例，单独一个印刷电路卡16执行相关于电压和电流的数据的处理，显示装置18，例如在电量计1的前面板上，使得用户能够使用电力系统的不同的测量和计算参数。

电量计1适用于装配非横穿电缆8。电缆8然后通常是裸露的并且插入电量计1的端子20，固紧在壳体2的合适外壳中，由此，它们经由每个水平表面6的优选对齐的四个孔5而离开。如图2A所示，每个端子20包括设计成容纳电缆8的笼框22，以及夹持部件24，该夹持部件24传统地包括一端设置有平夹具26的螺钉24，该平夹具沿笼框22的壁部28的方向增加夹持表面。位于壳体2的前表面上的孔30使得电缆8能够被笼框22的底部28中夹持螺钉24固紧。

根据优选实施例，电压测量装置14位于端子20的层面从而直接地作用在电缆8上。电压测量装置14可包括针型螺钉，与邻接端子20(未示出)的笼框相关联。优选地，如图2B所示，其集成在端子20’其中的一个中，优选位于上表面6₁上的端子20’。尤其地，用于针型螺钉34的螺纹孔32布置在笼框22中，垂直于电缆8的通道方向，其优选为被约束地配合。针型螺钉34和夹持螺钉24优选地并排布置，面对夹持表面28，该前表面上的孔30’使得电压测量装置34能够被致动从而与容纳在端子20’中的电缆8进行电接触，如果需要，可通过刺穿围绕所述电缆8的绝缘体来形成电接触。

在图3所示的有利制造模式中，电量计1通过接合叠加的构成元件而进行组装。尤其地，第一基本框架36由塑料模制，采用其中定位有端子20、20’和电流测量装置12的布置，电流测量装置12优选地采用涂覆有树脂的螺线管，所述布置有利地采用交错的方式从而限制电量计1的整体尺寸。其他元件可以与其相关联。包括对应的结构的第二框架38装配在第一框架36上方适当位置处从而围绕构成元件14、20、20’封闭外壳，并且形成牢固地连接的组件。这一简单实施例能够实现不同构成元件的稳定且精确的定位，尤其通过围绕传导线路的通道10使电流传感器12对中。此外，在其相对表面，第二框架38包括用于电气处理装置16和与其相连的显示器监视器18的外壳，使得电气连接能够迟延并且在合适的环境中实现。采用这种方式形成的产品芯部可使用通常的方式装配在模制壳体2中。

由此组装的电量计1能够直接用于横穿电缆8(图4A)：电缆8被插入上表面6₁的孔中并且经由导体通道10经由底表面6₂穿出，由此形成穿过检测螺线管12的导电线。端子20、20’的螺钉24的夹持将电缆8固定定位在电量计1中，使针型螺钉34致动以刺穿电缆8的绝缘体从而将关于电压的数据传递至印刷电路卡16。一旦元件24、34已经装配到位，外罩2’能够覆盖功能孔30、30’。

根据本发明，这一相同电量计1能够用于非横穿电缆8，对于非横穿电缆8，重要的是通过插入导电元件40形成电缆8的两个端部8₁、8₂之间的通道10的电连接而实现相对的两个端子20、20’之间的导电。根据本发明，导电元件40能够在电缆8上实现直接的连接以及优化地定位它们的端部8_i，同时阻塞该测量螺线管12中的通道，从而防止连接模式中的任何干扰和任何侵入。

尤其地，根据图2C所示的优选实施例，导电元件40是采用金属区段制成的叶片或杆，插入端子20、20’中以进行直接连接。为了保持笼框22的最大开口以使电缆8通过，杆40采用小厚度，其横截面适于传导高电流并且在电路断路器工作之前承受短路电流，这确保使用的连续性。为了使电缆端部8_i以精确的方式被容纳并且在叶片40中居中以优化地夹持在其端部部分42_i，导体40的外形是弯曲的、V形的或者U形的。为了居中地装配叶片40，端子的笼框22采用合适的结构，夹持壁部28(相对于夹具26)的形状互补于该区段的端部部分42。

此外，为了阻塞该通道而不干扰导电，杆40包括中间部分44，该中间部分44相对于由其端部部分42形成的平面偏移一段距离，该距离优选地对应于设置在壳体2中的导电通道10，尤其对应于检测螺线管12的内直径。根据一项实施例(未示出)，为了增加测量的精确度，所装配的叶片40定位在检测螺线管12的开口的中心，采用例如基本上M形状的轮廓。

在有利的实施例中，杆40配置为锯齿形式，或者Ω形状，中间部分44平行于端部部分42，端部部分42通过分支46连接至中间部分44。这一实施例使得待装配的装置能够将导电元件40稳定在壳体2中，例如中间部分44上的开口48与电线通道10上的凸起48’相结合地操作，尤其在螺线管12的层面。分支46优选地基本上垂直于端部部分42和中间部分44从而用作连接电缆的端部8_i的止挡，这使得插入笼框22和电量计1中的电缆的长度能够受到限制。中间部分44因此采用与端子20、20’之间的距离相对应的长度，由此确保电缆8与笼框22之间的可靠连接。

为了能够竖直地装配电量计1，可移除导电元件40通过适当的装置通过被约束和稳定的方式装配在壳体2中。尤其地，在一端42₁，叶片40包括固定翼片50。有利地，容纳叶片的这一端部部分42₁的端子20₁包括在其壁部上的互补叉头52，在该叉头中，翼片50能够被插入从而相对于夹持端子正确地定位以及确保该组件的良好的机械强度或者甚至刚性。翼片50的宽度优选地使得它们不能通过端子20的笼框22，使得用于非横穿电缆8的导电元件40的组装仅能沿一个方向执行。这一雌雄榫结构有利地定位在处于该电量计的上表面6₁位置处的端子20’的层面，例如，与针型螺钉34带来的改进相关联，这消除了掉落的风险。

根据本发明的方案因此以简单的方式为用户在两种连接模式之间提供选择，当执行组装时不会产生丢失部件的任何风险，同时保持在两种情况下可使用相同范围的电缆的横截面。由于电缆8的裸露以及其他导电元件40的大体平的形状，相同的电缆，包括35平方毫米或者甚至50平方毫米实际上能够在两种结构中连接。由此，根据本发明的方案能够以连续的方式耐受125A，包括用于这些模块化电量计1。

例如，当装配在电力系统上时，在不具有叶片40的情况下电缆8被插入的电量计1中(图4A)，针型螺钉34牢固地被夹持，从而接近电缆8的芯部。在改进的情况下，电缆8被切断。电量计能够从该线中抽出，通过将叶片40插入每个端子20’中并且固紧，能够在相同的位置重新连接。电缆端部8_i被裸露并且插入到端子20中，直到它们抵靠由杆40的分支46形成的挡止件并且紧固在其上。电压测量可以是直接的。相反地，在断开的情况下，杆40能够从电量计1移除以进行横穿使用。

虽然已经参照电源电量计1说明了本发明，但是本发明并不局限于此。通过本发明可以考虑其他测量设备，包括不具有中性导体的设备，或者甚至单极或低功率系统。而且，相结合描述的不同元件能够单独使用或者采用其他组合。例如，虽然描述为相同类型但是不同结构，但是上部20’和底部20端子可以是相同的，即使叉头52或针型螺钉34仅仅用于每对的一个端子。

Claims (10)

1.一种电气测量设备(1)，包括壳体(2)；至少一对端子(20、20’)，该对端子限定壳体(2)中的电流导体通道(10)，每个端子(20、20’)在其中设置有电缆(8)的夹持装置(24)；测量装置(12、14)，该测量装置适于测量流动于所述通道(10)中的电流的参数；以及导电元件(40)，该导电元件能够装配在所述对端子的端子(20、20’)之间，从而经由所述通道(10)将所述端子(20、20’)彼此电连接，其特征在于，所述导电元件(40)包括：两个端部部分(42)，该端部部分设计成插入端子(20、20’)，留出用于电缆(8)的连接通道，电缆通过所述夹持装置(24)相对于该导电元件(40)而被夹持；端部部分(42)之间的中间部分(44)，该中间部分阻塞电流导体通道(10)，以及与所述测量设备(1)固定的装置(50、48)，使得当其装配到位时，导电元件(40)处于预定的稳定位置，其中，所述导电元件(40)的中间部分(44)平行于由所述导电元件(40)的端部部分(42)限定的平面，所述中间部分(44)与该端部部分通过两个分支(46)分离开。

2.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述测量装置包括围绕电流导体通道(10)定位的电流测量螺线管(12)以及用于处理来自于该电流测量螺线管(12)的数据的装置(16)。

3.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述测量装置包括能够夹持在电流导体通道(10)上的电压测量装置(14)以及处理来自于所述电压测量装置(14)的数据的装置(16)。

4.根据权利要求3所述的测量设备，其中，所述电压测量装置(14)采用螺钉(34)，该螺钉被设计成刺穿与端子(20’)相关联的电缆(8)的绝缘体。

5.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述中间部分(44)包括开口(48)，该开口互补于电流导体通道(10)的叉头(48’)，当导电元件(40)装配在所述设备(1)中时，所述叉头能够插入其中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的测量设备，其中，所述导电元件的端部部分(42)在夹持装置(24)的夹持平面中具有弯曲的横截面，其中，所述端子(20、20’)具有与所述端部部分(42)互补的形状。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的测量设备，其中，所述导电元件(40)的一个端部(42₁)包括翼片(50)，而端子(20’)包括互补凹槽(52)从而约束该导电元件(40)。

8.根据权利要求1至5任一项所述的测量设备，包括两个框架(36、38)，它们彼此装配并且在它们之间限定用于测量装置(12、14)和端子(20、20’)的外壳。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的测量设备，其中，该设备适于多相电流，包括多对端子(20、20’)以及多个导电元件(40)。

10.根据权利要求1所述的测量设备，其中，该设备适于作为功率表(1)，其中所述测量装置包括用于电流导体通道(10)的电流测量螺线管(12)，与每个电流导体通道(10)相关联的针型螺钉(34)，以及用于处理在电流测量螺线管(12)和针型螺钉(34)中流动的数据的印刷电路卡(16)。