CN103424597A

CN103424597A - 用于直流电路断路器的能够检测接地故障的电流检测机构

Info

Publication number: CN103424597A
Application number: CN2013101988945A
Authority: CN
Inventors: 孙钟万
Original assignee: LS Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: CN103424597B; US20130314827A1; ES2666308T3; EP2667397B1; EP2667397A2; EP2667397A3; US9054523B2

Abstract

根据本发明的电流检测机构包括：直流分流器，其具有多个高电阻率的电阻器构件以输出所述电阻器构件两端的电势差作为输出电压，所述电势差与流过电负载侧端子的电流成比例；以及霍尔传感器组件，其具有被安装为以在其之间具有空隙的方式面对彼此的磁心对，以及霍尔传感器，所述霍尔传感器根据与流过所述负载侧端子的电流成比例地感应出的磁通来对输出电压进行输出，所述霍尔传感器不与所述负载侧端子的所述直流分流器连接。

Description

用于直流电路断路器的能够检测接地故障的电流检测机构

技术领域

本公开涉及一种直流电路断路器，并且特别地，涉及一种能够检测接地电流的电流检测机构。

背景技术

高电压直流（简称为HVDC）传输是使用用于传输的电力转换器将在发电站发出的高电压交流（以下简称为AC）电力（电压）转换成高电压直流（以下简称为DC）电力（电压）并且之后在电力接收电地区将DC电压再转换成AC电压用于供电的电力传输方法。

因为DC电压的最大值对应于AC电压的70%，所以DC传输方法具有有利于装置绝缘的优点，并且还由于低电压而减少安装在各个装置中的绝缘体的数量以及降低用于传输的铁塔的高度。而且，当传输相同的电力时，DC传输中的电力传输损耗比AC传输小。因此，DC传输可以提高传输效率并且减少所使用的线路量以及传输线的面积。由于那些优点，希望以后在世界所有地方越来越多地应用DC传输。

本公开涉及一种作为DC传输的电设备的DC电路断路器。

对流过DC电路断路器的电流量的检测（以下将称之为电流的检测）是用于执行DC电路断路器的当在电路上产生诸如短路电流或者过电流或者接地故障电流的故障电流时断开电路的功能的基础。

一般而言，AC电路断路器有利于使用电流互感器或者罗哥斯基线圈传感器来测量AC电流。然而，由于因为DC电流不交变，所以不可能使用交变磁通的感应来测量DC电流，因此DC电路断路器不容易测量DC电流。

下面，将参照图1和图2给出在根据现有技术的DC电路断路器中测量DC电流的示例的公开。

如图1和图2所示，根据现有技术的一个示例的DC电路断路器包括提供罩壳的支架12，并且断路器主体10在两个下侧处均分别具有一对轮1，并且DC电路断路器相对于支架12可移动到收回位置或者拉出位置。

支架12是为DC电路断路器的提供罩壳的构件。支架12可以设置有端子部14以及在其前面设置的门11，该门11用以打开或者关闭支架12，端子部14配置为例如电源侧和电负荷侧的电力线可以连接其上的导电母线。

根据现有技术的一个示例的DC电路断路器包括DC分流器13，DC分流器13位于支架12的后方并且电连接到在DC电路断路器上的用于检测DC电流的端子部14上。

当DC电流经由连接到支架12的后方的端子部14的电线而流到端子部14上时，对应的DC电流也流到连接到端子部14的DC分流器13上并且在DC分流器13两端产生与流过的DC电流成比例的电压。因为测量对应的电压，所以可以测量DC电流。

虽然未示出，但是诸如过电流继电器的控制器（测量和控制单元）安装在门11处。诸如过电流继电器的控制器基于由DC分流器13检测到的电路上的DC电流来判定诸如过电流或者短路电流的故障电流的发生，并且控制断路器主体10以断开电路。

然而，根据现有技术的一个示例的用于DC电路断路器的DC电流检测机构被配置为使得DC分流器13单独制造并且连接到支架12的后方的端子部14。这增加了DC电路断路器的尺寸，使得难以实现DC电路断路器的尺寸的减少。而且，因为附加地安装DC分流器13，所以需要成本和组装时间并且导致制造成本的增加和DC电路断路器的生产率的降低。

下面，将参照图3给出检测流过DC电路断路器的电流的另一个示例的公开。

在图3中，附图标记100表示作为DC电路断路器的主要部件的断路器主体。

DC电路断路器可以取决于额定电压的幅值而包括多个主开关单元。图3示例性地示出四个主开关单元110、120、130、140彼此串联连接。例如，在额定电压为1000伏（V）的DC电路断路器中，主开关单元110、120、130、140分别被分配250V。

DC电路断路器还可以根据另一个示例来配置，其中，只连接四个主开关单元110、120、130、140中的两个以分别被分配额定电压500V中的250V。

各个主开关单元110、120、130、140可以包括活动接触臂102、固定接触臂（未示出）以及用于灭弧的灭弧机构（未示出）。

参照图3，主开关单元110、120、130、140可以为阳极和阴极的各极成对串联连接，即，一对主开关单元110、120以及另一对主开关单元130、140彼此串联连接。

断路器主体100可以进一步包括开关机构（未示出）用于同时接通或者关断主开关单元110、120、130、140。

主开关单元110、120、130、140可以包括电源侧端子100a1、100a3、电源侧通用端子100a2、100a4、电负载侧端子100b2、100b4以及电负载侧通用端子100b1、100b3。此处，电源侧通用端子100a2、100a4和电负载侧通用端子100b1、100b3可以用于使电源侧端子和电负载侧端子彼此电连接的端子而不用电连接至电源侧或者电负载侧的外部线路。

各串联连接状态的主开关单元对110、120和主开关单元对130、140可以分别通过连接导体100c彼此电连接。

DC电源侧的阳极和阴极可以连接到电源侧端子100a1和电源侧端子100a3，并且DC负载侧的阳极和阴极可以连接到负载侧端子100b2和负载侧端子100b4。

同时，作为根据现有技术用于检测流过DC电路断路器的电流的构件，可以在导电路径上经由负载侧端子100b2和负载侧端子100b4分别安装第一DC分流器150a和第二DC分流器150b。第一DC分流器150a和第二DC分流器150b可以输出电压信号作为输出信号，各电压信号与经由负载侧端子100b2和负载侧端子100b4沿导电路径流过的电流量成比例。

此处，可以仅仅安装第一DC分流器150a和第二DC分流器150b中的一个以检测流过DC电路断路器的电流量。然而，为了检测接地故障和/或接地故障电流，必须分别在阳极和阴极的导电路径上安装诸如第一DC分流器150a和第二DC分流器150b的两个DC分流器。

虽然未示出，但是信号线的一端可以连接到第一DC分流器150a和第二DC分流器150b并且信号线的另一端可以连接到诸如过电流继电器的测量和控制单元（未示出）。

下面，将参照图3给出检测电流的操作以及判定是否发生了接地故障和/或检测接地故障电流的操作的公开。

如图3所示，DC电源的阳极和阴极可以分别连接到电源侧端子100a1和电源侧端子100a3。

DC电流可以从阳极电源侧端子100a1经由在闭合状态中的主开关单元110以及连接导体100c通过主开关单元120和阳极负载侧端子100b2流向电负载。然后，DC电流可以从电负载侧流入阴极负载侧端子100b4，并且然后经由在闭合状态中的主开关单元140和连接导体100c流入主开关单元130和阴极电源侧端子100a1。

此处，第一DC分流器150a和第二DC分流器150b中的各个DC分流器可以输出与流向负载侧的DC电流或者从负载侧流出的DC电流成比例的电压信号。

然后，可以将输出电压信号传送到经由信号线连接的诸如过电流继电器的测量和控制单元的微处理器。对应的微处理器可以根据预定的电流到电压的比率以及转换程序来将接收到的电压信号转换成电流，并且测量流过DC电路断路器的电流的量。

检测是否发生了接地故障的操作将描述如下。

当在连接到DC电路断路器的电路上发生了接地故障时，安装在串联连接到阳极负载侧端子100b2的导电路径上的第一DC分流器150a和安装在串联连接到阴极负载侧端子100b4的导电路径上的第二DC分流器150b可以输出具有不同正负号的相同值的电压信号，以传送到测量和控制单元的微处理器。然后，微处理器可以将输出电压相加（即获得矢量和）以获得为0（零）的结果。此处，微处理器可以决定接地故障的发生。

当在连接到DC电路断路器的电路上发生了接地故障时，安装在串联连接到阳极负载侧端子100b2的导电路径上的第一DC分流器150a可以输出对应于电流的输出电压。然而，因为故障电流（接地电流）经由DC电路断路器的框架被引入到阴极DC电源侧，所以第二DC分流器150b的输出电压可能是绝对值与第一DC分流器150a的输出电压不同的值。

于是，连接到第一DC分流器150a和第二DC分流器150b的诸如过电流继电器的测量和控制单元的微处理器可以将从第一DC分流器150a和第二DC分流器150b输出的输出电压相加以获得与接地电流成比例的非0（零）值。因此，微处理器测量接地电流的量并且决定接地故障的发生。

然而，在现有技术中，第一DC分流器150a和第二DC分流器150b的输出电压信号是非常高的电力系统的电压。因此，那些输出电压信号不能原样施加到测量和控制单元上，而应经由绝缘和降压变压器施加。所以，必须装备绝缘和降压变压器。

尤其是，对待高达1000伏的DC电系统的电压，绝缘和降压变压器必须被设计为耐受大于1000伏的电压。这将导致DC电路断路器的尺寸的增加和其制造成本的增加。

发明内容

因此，为了克服现有技术的缺点，本公开的一个方案提供了一种用于DC电路断路器的直流电流（DC）检测机构，通过利用现有的DC电路断路器的配置，所述DC检测机构能够减少DC电路断路器的尺寸并且使得由于附加的部件的安装和结构的改变而所需的成本和时间最小化。

本公开的另一个方案是提供一种用于DC电路断路器的DC检测机构，其能够检测电流、判定接地故障的发生、测量接地故障电流，并且不需要绝缘和降压变压器。

为了取得这些优点以及其他优点，并且根据本公开的目的，如此处所实施和宽泛描述地，提供了一种用于直流电路断路器的直流电流检测机构，所述电路断路器具有电源侧端子和电负载侧端子，所述机构包括：

直流电流检测分流器，

其中所述直流电流检测分流器包括：

多个具有高电阻率的电阻器构件；

连接导体，其具有用于将所述电阻器构件插入其中的多个第一凹部；以及

负载端子部，其具有用于将所述电阻器构件插入其中的多个第二凹部。

根据本公开的另一个方案，提供了一种用于直流电路断路器的直流电流检测机构，所述直流电路断路器具有至少一对电源侧端子和至少一对电负载侧端子，所述机构包括：

直流分流器，其安装为电连接到所述电负载侧端子对中的一个电负载侧端子上，并且所述直流分流器具有多个高电阻率的电阻器构件，所述直流分流器输出所述电阻器构件两端的电势差作为电压信号，所述电势差与流过所连接的所述负载侧端子的电流成比例；以及

霍尔传感器组件，其具有磁心对，所述磁心对安装在所述电负载侧端子对中的另一个电负载侧端子附近，为了绝缘与所述另一个电负载侧端子隔开，所述磁心对被安装为以在其之间具有空隙的方式面对彼此，并且在所述磁心之间的所述空隙中安装霍尔传感器，所述霍尔传感器根据与流过所述负载侧端子对中的所述另一个负载侧端子的电流成比例地感应出的磁通来输出一输出电压。

根据本公开的另一个方案，所述多个电阻器构件可以被配置为多个具有高电阻率的板形电阻器构件，并且所述连接导体的各个第一凹部和所述负载端子部的各个第二凹部可以配置为线状凹部。

根据本公开的又一个方案，所述多个电阻器构件可以配置为多个具有高电阻率的杆形电阻器构件，并且所述连接导体的各个第一凹部和所述负载端子部的各个第二凹部可以配置为圆形凹部。

根据本公开的又一个方案，所述连接导体可以与所述直流电路断路器的活动接触臂连接。

根据本公开的又一个方案，当流过最大额定电流时，所述电阻器构件的电阻可以具有在所述连接导体与所述负载端子部之间的接触电阻的10%到15%的比率。

根据本公开的又一个方案，在将所述电阻器构件插入所述连接导体的所述第一凹部和所述负载端子部的所述第二凹部之后，可以将所述电阻器构件以硬焊的方式电连接到所述连接导体和所述负载端子部。

根据本公开的又一个方案，所述直流分流器可以包括：多个具有高电阻率的电阻器构件；连接导体，其具有用于将所述电阻器构件插入其中的多个第一凹部；以及电负载端子部，其具有用于所述电阻器构件插入其中的多个第二凹部。

根据本公开的又一个方案，所述直流分流器可以以接触方式安装在所述负载侧端子对中的阳极负载侧端子上，并且所述霍尔传感器可以以非接触方式安装在所述负载侧端子对中的阴极负载侧端子附近。

根据本公开的又一个方案，所述多个电阻器构件可以配置为多个具有高电阻率的板形或者杆形电阻器件。

通过下面给出的此公开，本应用的进一步的应用范围将变得更加显而易见。然而，应理解的是，此公开和具体示例，虽然指明了本发明的优选实施例，但是仅以说明的方式给出，因为通过此公开，对于本领域技术人员而言，在本发明的精神和范围内的各种改变和改进将变得显而易见。

附图说明

所包括的附图提供了对本公开的进一步理解，其包含在本公开中并且构成本公开的一部分，附图图示出示例性实施例，并且与本公开一起用于说明本公开的原理。

在附图中：

图1是示出根据现有技术DC电路断路器的一个示例的立体图；

图2是图1的DC电路断路器的DC分流器的一部分的部分放大视图；

图3是根据现有技术的DC电路断路器和电流检测机构的电路图；

图4是示出根据本公开的一个示例性实施例的DC电路断路器的断路器主体的立体后视图；

图5是示出根据本公开的一个示例性实施例的用于DC电路断路器的电流检测机构的电路图；

图6是根据本公开的一个示例性实施例的DC分流器和用于DC电路断路器的电流检测机构的活动接触组件的装配立体图；

图7是示出根据本公开的一个示例性实施例的用于DC电路断路器的电流检测机构的DC分流器的分解立体图；

图8是示出根据本公开的一个示例性实施例的用于DC电路断路器的电流检测机构的DC分流器的分解立体图；

图9是根据本公开的一个示例性实施例的用于DC电路断路器的电流检测机构的DC分流器的装配立体图；

图10是示出根据本公开的一个示例性实施例的用于DC电路断路器的电流检测机构的霍尔传感器组件的装配立体图；

图11是本公开的图10的霍尔传感器组件的纵截面视图；

图12是示出根据本公开的另一个示例性实施例的DC分流器的部件的分解立体图；

图13是示出根据本公开的另一个示例性实施例的DC分流器的装配立体图。

具体实施方式

现在将参照附图4至附图13详细公开示例性实施例。为参照附图简洁说明起见，相同的或者等同的部件将设置相同的附图标记，并且将不重复其公开。

下面，参照图4和图5，将公开根据本公开的DC电路断路器中电流检测机构的机械连接结构和电连接结构。

如图4所示，根据一个示例性实施例的具有电流检测机构的DC电路断路可以包括断路器主体100以及提供DC电路断路的罩壳的支架（未示出）。

根据一个示例性实施例的断路器主体100可以包括四个主开关单元110、120、130、140以及为开关（闭合或者断开）各个主开关单元提供驱动力的开关机构（未示出）。此处，开关机构可以包括施加驱动力的开关弹簧以及用于传递驱动力的多个连杆和销。各个主开关单元110、120、130、140包括活动接触臂103和对应的固定接触臂（未示出）。借助联合地连接到四个主开关单元110、120、130、140的主轴（未示出）可以同时开关四个主开关单元110、120、130、140。

根据DC电路断路器的额定电压的大小，断路器主体100可以包括多个主开关单元。图4和图5所示的示例性实施例图示出为各个阳极和阴极串联连接四个主开关单元110、120、130、140。例如，在额定电压为1000伏（V）的DC电路断路器中，主开关单元110、120、130、140分别被分配250V。DC电路断路器还可以根据不同于图4和图5所示的实施例的另一示例性实施例来配置，在另一实施例中只连接四个主开关单元110、120、130、140中的两个以分别被分配额定电压500V的250V。

各个主开关单元110、120、130、140可以包括活动接触臂103、固定接触臂（未示出）以及用于灭弧的灭弧机构（未示出）。并且，在图5所示的电路结构中，主开关单元110、120、130、140的电结构可以相同：四个开关的各正极和负极（即阳极和阴极）成对串联连接。

参照图4，主开关单元110、120、130、140可以包括：在竖直方向的中部水平布置的电源侧端子100a1、100a3和电源侧通用端子100a2、100a4；以及水平布置在下部的电负载侧端子100b4、DC分流器102和电负载侧通用端子100b1、100b3。此处，电源侧通用端子100a2、100a4和电负载侧通用端子100b1、100b3可以用作使电源侧端子和电负载侧端子彼此电连接而不用电连接至电源侧或者电负载侧的外部线路的端子。

参照图5，各在串联连接状态的主开关单元110和120的主开关单元对以及主开关单元130和140的主开关单元对可以分别经由连接导体100c彼此电连接。

电源侧端子100a1和电负载侧端子100a3可以分别与DC电源侧的阳极和阴极连接。并且，DC分流器102和电负载侧端子100b4可以分别与DC负载侧的阳极和阴极连接。

参照图4和图5，根据优选实施例，为了电流检测以及对接地故障和接地故障电流的发生的检测，用于DC电路断路器的DC检测机构可以包括DC分流器102和霍尔传感器组件20。

根据优选实施例，DC分流器102可以电连接至一个负载侧端子对，即在图5中连接至主开关单元120的电负载端子部102c、102f。DC分流器102可以与电负载端子部102c、102f接触。

尤其是，根据优选实施例，DC分流器102可以形成包括负载端子部102c、102f的一个电负载端子。

下面，参照图7至图9以及图12和图13，将描述DC分流器102的详细配置。

如图7至图9所示，根据一个示例性实施例的DC分流器102可以包括多个板形电阻器构件102b、连接导体102a以及电负载端子部102c。

多个板形电阻器构件102b可以被配置为多个具有高电阻率的板材形状的电阻器件。

根据一个示例性实施例，当最大额定电流流过时，板形电阻器构件102b的电阻可以具有在连接导体102a与电负载端子部102c之间的接触电阻的10%到15%的比率。

连接导体102a可以是经由具有多个软线插槽（未示出）以及多根软线（未示出）的连接导体板而电连接到多个活动接触臂103的构件。参照图7，连接导体102a可以包括多个第一凹部102a2，其由用于将多个板形电阻器构件102b插入其中的线状凹部（切口部）形成。

电负载端子部102c是与连接导体102a一起形成DC电路断路器的电负载侧端子的部分。负载端子部102c可以电连接至电负载侧线路。参照图8，电负载端子部102c可以包括多个第二切口部102c1，其形成在用于将多个板形电阻器构件102b插入其中的线状凹部（切口）中。

DC分流器102的多个板形电阻器构件102b可以可接触地插入负载端子部102c和连接导体102a，其形成电负载侧端子，以便彼此电连接。

板形电阻器构件102b在被插入连接导体102a的第一凹部102a2和负载端子部102c的第二凹部102c1之后可以以硬焊的方式电连接到连接导体102a和负载端子部102c。

DC分流器102可以与电负载端子部102c以及连接导体102a是直接可接触的，以形成阳极负载侧端子。

而且，DC分流器102可以输出作为电压信号的在电阻器构件102b两端的电势差，该电势差与流过电负载端子部102c和连接导体102a的电流成比例。

就此而言，DC分流器102的输出电压不是对应于在与DC电路断路器连接的DC电路系统的电负载端子之间的高电势差的电压，而是DC分流器102的电阻器构件102b两端的较低电势差。因此，电力系统的高电压可以不施加到诸如过电流继电器的测量和控制单元。

下面将参照图12和图13描述根据另一个示例性实施例的DC分流器的配置。

如图12和图13所示，根据另一个示例性实施例的DC分流器可以包括多个杆形电阻器构件102e、连接导体102d以及电负载端子部102f。

多个杆形电阻器构件102e可以由多个具有高电阻率的呈杆形的电阻器杆配置。

根据另一个示例性实施例，当最大的额定电流流过时，杆形电阻器构件102e的电阻可以具有在连接导体102d与负载端子部102f之间的接触电阻的10%到15%的比率。

连接导体102d可以是经由具有多个软线插槽（未示出）以及多根软线（未示出）的连接导体板而电连接到多个活动接触臂103的构件。参照图12，连接导体102d可以包括多个第一凹部102d1，其由用于将多个杆形电阻器构件102e插入其中的圆形凹部形成。

负载端子部102f是与连接导体102d一起形成DC电路断路器的电负载侧端子的部分。负载端子部102c可以电连接至电负载侧线路（线）。参照图8，负载端子部102f可以包括多个第二凹部（未示出），其由用于将多个杆形电阻器构件102e插入其中的圆形凹部形成。

DC分流器102的多个杆形电阻器构件102e可以电性插入负载端子部102f和连接导体102b，其形成负载侧端子，以便为彼此可接触的。

杆形电阻器构件102e在被插入连接导体102d的第一凹部102d1和负载端子部102f的第二凹部（未示出）之后可以以硬焊的方式电连接到连接导体102d和负载端子部102f。

DC分流器102可以与电负载端子部102f以及连接导体102d是直接可接触的，以形成阳极负载侧端子。

而且，DC分流器102可以输出作为电压信号的在电阻器构件102e两端的电势差，该电势差与流过负载端子部102f和连接导体102d的电流成比例。

就此而言，DC分流器102的输出电压是DC分流器102的电阻器构件102e两端的电势差，不是对应于在与DC电路断路器连接的DC电路系统的负载端子之间的电势差的电压。因此，电力系统的高电压可以不施加到诸如过电流继电器的测量和控制单元。

同时，参照图4，霍尔传感器组件20可以安装在阴极负载侧端子100b4附近。

如图10和图11所示，霍尔传感器组件20可以包括磁心对27a和27b以及霍尔传感器21。

磁心对27a和27b可以安装在电负载侧端子对的另一个附近，即，在其上没有配备DC分流器102的负载侧端子100b4附近，具有隔开的间隙以与负载侧端子100b4绝缘。磁心对27a和27b可以被安装为面对彼此，在其之间具有空隙。

霍尔传感器21可以安装在磁心对27a和27b之间的空隙中。霍尔传感器21可以输出对应于磁通的输出电压，与流过其上没有配备DC分流器102的负载侧端子100b4的电流成比例地感应出该磁通。

参照图10和图11，霍尔传感器组件20可以进一步包括罩壳23、盖23a、霍尔传感器输出控制器22、延伸电路板部22a、端子插入管状部24以及磁电路保持架26。

罩壳23可以是由诸如具有电绝缘特性的合成树脂的电绝缘材料制成的构件，并且具有带有开口的一侧的盒形状。罩壳23可以具有通过其中心部形成的端子插入管状部24以允许负载侧端子100b4（见图4）插入其中。端子插入管状部24可以具有比负载侧端子100b4的直径更大的直径。

罩壳23可以通过将负载侧端子100b4通过端子插入管状部24的内部中空部25而插入。

盖23a是用于保护配置霍尔传感器输出控制器22的印刷电路板的构件。盖23a可以包括长的水平板部以及从对应的水平板弯曲以向后延伸的弯曲部。盖23a还可以通过将固定螺栓联接进自罩壳23突出的螺栓柱来联接到罩壳23。

霍尔传感器21可以安装在罩壳23内在端子插入管状部24附近的位置处，以输出与对应于流过负载侧端子100b4的DC电流量的磁通量成比例的电压信号。换而言之，可以在流过负载侧端子100b4的DC电流周围产生磁通，并且磁通量可以与该电流量成比例。霍尔传感器21可以输出与所施加的磁通量成比例的电压信号。如所已知的，霍尔传感器21可以包括作为输出端子的针脚端子21a，以连接到印刷电路板。

霍尔传感器输出控制器22可以被配置为通过诸如螺栓的固定构件固定到罩壳23的印刷电路板。

霍尔传感器输出控制器22可以电连接到霍尔传感器21以支撑霍尔传感器21。霍尔传感器输出控制器22可以处理并且输出霍尔传感器21的电压信号。换而言之，因为霍尔传感器输出控制器22被配置为印刷电路板，所以在将霍尔传感器21的针脚端子21a插入印刷电路板的连接开口中之后，霍尔传感器21和霍尔传感器输出控制器22可以以软焊的方式电连接。而且，霍尔传感器输出控制器22可以包括用于将电力供应到霍尔传感器21的电源供应电路部、用于放大霍尔传感器21的输出信号的放大电路部、温度补偿电路部等。对应的电路可以放大和补偿来自霍尔传感器21的电压信号。被处理的电压信号可以传送到经由输出端子使用单线（未示出）连接到其上的控制单元（诸如DC电路断路器的过电流继电器）。

延伸电路板部22a可以自霍尔传感器输出控制器22延伸，用于与霍尔传感器21的电连接。延伸电路板部22a可以包括用于将霍尔传感器21的针脚端子21a插入和软焊进其中的连接开口。

如图9所示，可以穿过罩壳23的中心的下部形成端子插入管状部24。端子插入管状部24可以形成用于允许负载侧端子100b4穿过其中插入的中空部25。

可以固定磁电路保持架26以包围端子插入管状部24，并且支撑磁心对27a和27b。磁心对27a和27b可以通过将多个固定螺栓穿插入磁心对27a和27b以及磁电路保持架26来固定到磁电路保持架26。

下面将参照附图，给出在根据优选实施例的用于DC电路断路器的电流检测机构中检测电流和检测接地故障以及接地电流的操作的公开。

参照图3，DC电源的阳极和阴极可以分别连接到电源侧端子100a1和100a3。

DC电流可以从阳极电源侧端子100a1经由在闭合状态中的主开关单元110以及连接导体100c通过主开关单元120、DC分流器102以及DC分流器102的负载端子部102c、102f流向电负载侧。然后，DC电流可以从电负载侧经由阴极下侧端子100b4通过在闭合状态中的主开关单元140以及连接导体100c流入主开关单元130和阴极电源侧端子100a3。

此处，DC分流器102和霍尔传感器组件20可以与流向电负载侧的DC电流或者从电负载侧流出的DC电流成比例的输出电压信号。然而，DC分流器102可以不输出DC电力系统的高电压而仅输出电阻器构件102b、102e两端的电压。霍尔传感器组件20可以以非接触方式检测与在负载侧上的电流相对应的输出电压。因此，与现有技术不同，可以不需要用于将所检测的电压信号传递至诸如过电流继电器的控制单元的绝缘和降压变压器。

然后，可以将输出电压信号传送至经由信号线路连接的诸如过电流继电器的测量和控制单元的微处理器。对应的微处理器可以根据已经预定并且存储的电流到电压的比率以及转换程序来转换接收到的电压信号，以便测量流过DC电路断路器的电流的量。

下面，将给出在根据优选实施例的DC电路断路器中判定是否发生了接地故障的操作以及检测接地故障电流的操作的公开。

当在连接到DC电路断路器的电力电路中发生了接地故障时，以接触方式安装在串联连接至阳极侧端子部102c、102f的导电路径上的DC分流器102，以及以非接触方式安装在串联连接至阴极负载侧端子100b4的连接路径上的霍尔传感器组件20，可以输出彼此相反极性和不同水平的电压信号（输出电压）。

在从DC分流器102和霍尔传感器组件20接收到电压信号输出之后，诸如过电流继电器的测量和控制单元的微处理器可以根据预定的比率对接收到的电压信号进行换算。

经换算的输出电压可以彼此相加（即求矢量和）以便获得0值。此处，微处理器可以决定未发生任何接地故障。

当在连接到DC电路断路器的电路中发生了接地故障时，安装在串联连接至阳极侧端子部102c、102f的导电路径上的DC分流器102可以输出对应于电流的输出电压。因为故障电流（即接地电流）通过DC电路断路器的罩壳的接地而被引进阴极DC电源侧，所以即使根据预定比率换算霍尔传感器组件20的输出电压和DC分流器102的输出电压，霍尔传感器组件20的输出电压也可以是绝对值与DC分流器102的输出电压不同的值。

根据本公开，DC分流器102可以不输出DC电力的高电压，而输出电阻器构件102b、102e两端的电压。而且，霍尔传感器组件20可以以非接触方式检测与在负载侧上的电流相对应的输出电压。因此，可以仅仅在DC分流器102与霍尔传感器组件20之间存在几伏特的电势差。因此，与现有技术不同，可以不需要用于将所检测的电压信号传递至诸如过电流继电器的控制单元的绝缘和降压变压器。

因此，诸如过电流继电器的测量和控制单元的微处理器连接到DC分流器102和霍尔传感器组件20可以将分别从DC分流器102和霍尔传感器组件20输出的输出电压相加（即获得矢量和），以便获得0值。于是，微处理器可以测量接地故障电流的量并且决定接地故障的发生。

根据本公开的用于DC电路断路器的电流检测机构可以包括DC分流器102和霍尔传感器组件20。DC分流器102的输出电压可以是DC分流器102的电阻器构件102b、102e两端的电势差，而不是DC电路断路器所连接的DC电力系统的电压。而且，霍尔传感器组件20可以被安装为与DC电力系统绝缘，即非接触方式的电负载侧端子。因此，可以不需要用于所检测的电压信号的绝缘和降压变压器。这可以导致减小DC电路断路器的尺寸以及降低其造价。

如上所述，在根据本公开的用于DC电路断路器的电流检测机构中，DC分流器可以包括连接导体，该连接导体具有：多个具有高电阻率的电阻器构件、用于将电阻器构件插入其中的多个第一凹部以及具有用于将电阻器构件插入其中的多个第二凹部的负载端子部。多个电阻器构件可以分别插入连接构件以及负载端子部的凹部中，导致使得由于电流检测机构而造成的DC电路断路器的尺寸的增加最小化。

上述实施例和优点仅仅是示例性的，并且不应被解释为限制本公开。本教导能够容易地应用到其他类型的装置中。此公开旨在为说明性的，并且不限制权利要求的范围。对本领域技术人员，许多修改、改进以及变型是显而易见的。此处所描述的示例性实施例的特征、结构、方法以及其他特征可以以各种方式组合以获得附加的和/或替代的示例性实施例。

因为所呈现的特征可以以数种形成实施，而不偏离其特性，所以还应理解的是，除非另外表明，否则上述实施例不被前述公开的任何细节所限制，而应在所附的权利要求所限定的其范围内宽泛地解释，并且因此，旨在用所附的权利要求囊括落入该权利要求的界限和范围以及这样的界限和范围的等同方案内的所有改变和改进。

Claims

1.一种用于直流电路断路器的直流电流检测机构，所述电路断路器具有电源侧端子和电负载侧端子，其特征在于，所述机构包括：

直流电流检测分流器，

其中所述直流电流检测分流器包括：

多个具有高电阻率的电阻器构件；

2.根据权利要求1所述的机构，其中所述多个电阻器构件配置为多个具有高电阻率的板形电阻器构件，并且

其中所述连接导体的各个第一凹部和所述负载端子部的各个第二凹部配置为线状凹部。

3.根据权利要求1所述的机构，其中所述多个电阻器构件配置为多个具有高电阻率的杆形电阻器构件，并且

其中所述连接导体的各个第一凹部和所述负载端子部的各个第二凹部配置为圆形凹部。

4.根据权利要求1所述的机构，其中所述连接导体与所述直流电路断路器的活动接触臂连接。

5.根据权利要求1所述的机构，其中当流过最大额定电流时，所述电阻器构件的电阻具有在所述连接导体与所述负载端子部之间的接触电阻的10%到15%的比率。

6.根据权利要求1所述的机构，其中在将所述电阻器构件插入所述连接导体的所述第一凹部和所述负载端子部的所述第二凹部之后，将所述电阻器构件以硬焊的方式电连接到所述连接导体和所述负载端子部。

7.一种用于直流电路断路器的电流检测机构，所述直流电路断路器具有至少一对电源侧端子和至少一对电负载侧端子，其特征在于，所述机构包括：

8.根据权利要求7所述的机构，其中所述直流分流器包括：

多个具有高电阻率的电阻器构件；

连接导体，其具有用于所述电阻器构件插入其中的多个第一凹部；以及

电负载端子部，其具有用于所述电阻器构件插入其中的多个第二凹部。

9.根据权利要求7所述的机构，其中所述直流分流器以接触方式安装在所述负载侧端子对中的阳极负载侧端子上，并且

所述霍尔传感器以非接触方式安装在所述负载侧端子对中的阴极负载侧端子附近。

10.根据权利要求8所述的机构，其中所述多个电阻器构件配置为多个具有高电阻率的板形或者杆形电阻器件。