CN109313222A - 具有自对准特征的用于围绕线路导体保持电流传感器的保持器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电流传感器的保持器，该保持器具有可分离的部分，该可分离的部分具有形成开口的内表面和相对的外表面，该相对的外表面具有用于容纳电流感测线圈的凹槽。保持器包括柔性构件，该柔性构件位于部分上并且朝向开口延伸，使得柔性构件可保持电力电缆在开口内基本上居中并且与电流感测线圈同心。部分借助在一个端部处枢转地装设在它们之间的铰链和在另一个端部处将它们接合在一起的可释放扣子接合在一起，从而易于围绕电力电缆用手进行安装，而不需要工具或附加的紧固件。

Description

具有自对准特征的用于围绕线路导体保持电流传感器的保 持器
背景技术
Rogowski型电流传感器用于测量用于地下应用的电力电缆上的电流。找到在现场附接这些传感器的方法并且维持电缆在保持器中高度同心可具有挑战性。现有设计对于由现场人员进行的附接是繁重的并且通常需要诸如系带的用于机械附接的其它组件，并且这使得难以以正确的取向保持在电力电缆上。
发明内容
根据本发明的用于电流传感器的保持器包括第一部分和第二部分，该第一部分和第二部分可彼此至少部分地分离，并且各自具有内表面、相对的外表面和在外表面上的凹槽。内表面形成通过第一部分和第二部分的开口，并且外表面中的凹槽彼此接合。保持器还包括多个柔性构件，该多个柔性构件在第一部分和第二部分上并且朝向开口延伸，使得柔性构件可保持线路导体在开口内基本上居中。
附图说明
附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分，并且附图与描述一起解释本发明的优点和原理。在附图中，
图1是保持器的透视图；
图2是拆卸的保持器的透视图；
图3是部分组装的用于围绕线路导体安装的保持器的透视图；
图4是在使用中的围绕线路导体定位的保持器的侧视图；并且
图5是具有用于容纳电路板的凹陷部的保持器的部分的另选实施方案的透视图。
具体实施方式
本发明的实施方案涵盖用于Rogowski型电流传感器或其它传感器的保持器设计。对于在等级水平内的各种尺寸的低压和中压电缆以及地下公用事业应用，保持器允许自对准和同心定位。保持器在一个端部铰接并且在另一个端部提供卡扣特征扣子，这使得能够轻松地徒手进行动手附接，或使得戴手套的公共事业人员能够轻松地进行动手附接，并且不需要工具或附加的对准件。保持器具有允许张力的柔性特征，和与各种不同的电力电缆直径自对准的能力，同时将其同心度维持在紧密公差内，这是校准并且因此是传感器的测量的准确度的重要因素。保持器可与电力电缆自对准，而不需要任何其他类型的对准部件，诸如系带或弹簧。保持器还具有一体式特征，该一体式特征用于在对传感器线圈的侵扰或损坏最小的情况下移除和附接电流传感器。
图1是具有电流感测线圈的保持器的透视图。图2和图3分别是拆卸的保持器的透视图和部分组装的用于围绕线路导体安装的保持器的透视图。如图1-图3所示，保持器包括配合在一起的部分12和部分14。部分12包括内表面29、相对的外表面，以及在邻近内表面29的部分12的边缘上的柔性构件21、23、24和25。部分14包括内表面30、相对的外表面，以及在邻近内表面30的部分14的边缘上的柔性构件22和26。柔性构件可包括空隙，例如柔性构件21中的空隙28，以获得较长挠曲长度的柔性构件。部分12包括凹槽16，并且部分14包括与凹槽16接合的凹槽18。凹槽16和凹槽18一起在部分12和14的外表面内或外表面上形成连续凹槽，以容纳电流感测线圈20。部分12和14包括由部分14的端部上的弯曲指状部32形成的铰链，该弯曲指状部32与部分12的端部上的柱形件31匹配。部分12和14还包括由部分12的端部上的闩锁指状部34形成的可释放扣子，该闩锁指状部34与在部分14的端部上形成孔口的延伸部分33可释放地互锁。如图所示，部分12和14可在铰链和扣子处完全分离，或另选地，部分12和14可通过具有固定的铰链和以可释放方式互锁的扣子部分地分离。
图4是在使用中的围绕线路导体定位的保持器的侧视图。具体地，部分12和14分别的内表面29和内表面30形成开口，并且柔性构件保持线路导体36在开口中基本上居中。如图所示，柔性构件21、22和23在部分12和14的一个侧面上保持线路导体36，并且柔性构件24、25和26以类似的方式在部分12和14的另一(相对)侧面上保持线路导体36。柔性构件可保持在开口中的不同尺寸的线路导体，如由虚线37所示出的，该虚线37表示直径大于线路导体36的线路导体。通过保持线路导体36在开口内基本上居中，还保持线路导体36与电流感测线圈20基本上同心。
图5是具有用于容纳电路板的凹陷部的保持器的部分的另选实施方案的透视图。具体地，部分14可具有凹陷部38，该凹陷部38具有用于容纳电路板40的平面底表面39。凹槽18中的电流感测线圈20将被定位成通过凹陷部38在电路板40上方。此外或另选地，部分12可包括用于容纳电路板的凹陷部。
以下是用于本文所述的保持器的示例性材料和构造。
可用热塑性类型的材料模制配合在一起的两个部分(12、14)和柔性构件(21-26)。可例如使用相同的模具将柔性构件与两个部分模制在一起。另选地，可在两个部分形成(诸如模制)之后将柔性构件固定到两个部分；例如，可将柔性构件按压在两个部分上或粘结到两个部分。
导电线或细电缆可用于围绕两个部分的外表面的凹槽中的电流感测线圈。线路导体通常是电力电缆。
保持器优选地在每个侧面上具有至少三个柔性构件，其中柔性构件优选地均匀地间隔开以使保持器相对于各种尺寸的线路导体自对准。保持器可在每个相对的侧面上具有多于三个柔性构件。使线路导体在保持器的开口内居中或以同心方式保持并且靠近电流感测线圈对于来自耦合到线圈的电流传感器的准确的读数是重要的。柔性构件可具有足够的柔性和张力，以保持线路导体在由两个部分形成的开口中基本上居中，并且优选地具有足够的柔性和张力，以保持不同直径的线路导体基本上居中。
保持线路导体基本上居中涉及两个关键的定位变量：保持器(并且因此电流感测线圈)相对于线路导体的角度和位置。短语“基本上居中”意指线路导体在保持器内充分地居中，以提供来自保持器中的电流感测线圈的准确的读数。作为一个示例并且为了提供高度准确的电流传感器读数，短语“基本上居中”可意指以小于两度的角度公差相对于保持器保持线路导体并且线路导体在线路导体直径的五毫米内在保持器中同心。
如图所示，由两个部分的内表面形成的开口优选地是圆形的。另选地，开口可具有其他形状，并且内表面可具有一系列平面表面，而不是如图所示的弯曲表面。两个部分的外表面优选地形成与由内表面形成的圆形开口同心的弯曲表面，以便保持电流感测线圈与保持在开口中的线路导体基本上同心。
电路板可以是具有传感器并且可能具有近程无线发射器的刚性或柔性电路。在另选的实施方案中，可利用有线连接。例如，传感器可监测环境条件，并且生成提供被监测的条件的指示的传感器数据。近程无线发射器可周期性地将传感器数据发送到本地接收器，该本地接收器可具有网络连接，用于进一步将传感器数据传输到公用事业公司或其他实体。传感器可用用于监测以下条件中的一者或多者的传感器来实施：湿度；温度；声音；烟雾；和气体。此外或另选地，电路感测区域可包括振动检测和运动检测。
由于组件的可能的热破坏和劣化，线路导体上的温度对于感测和监测是重要的。电路板可具有电力采集电路，以通过从线路导体采集的电力来对传感器自供电。另选地，由于低功耗和长占空比报告，可利用具有电容充电的小硬币电池电池组。电路板还可用于资产标记或资产管理，这是辨识线路导体或电缆的属性和活动状态的方法。具体地，电路板可具有用于存储用于电缆的以下中的一者或多者的存储器：标识符或名称；电缆的类型；电缆的位置；电缆连接到的目的地；维护历史；以及电缆是否是带电的。该资产管理信息可以与传感器数据的传输相同的方式(例如使用无线近程发射器)从电路板读取或传输。
电流传感器的示例公开于名称为“Electronic Integrator for Rogowski CoilSensors”并且在2015年2月4日提交的美国专利申请序列号14/613589中，该专利申请如同全文阐述一样以引用方式并入本文。
电力采集电路的示例公开于名称为“Inductive Power Harvester with PowerLimiting Capability”并且在2015年3月18日提交的美国专利申请序列号14/661468中，该专利申请如同全文阐述一样以引用方式并入本文。

Claims (20)

1.一种用于电流传感器的保持器，所述保持器包括：
第一部分，所述第一部分具有第一内表面、相反的第一外表面和位于所述第一外表面上的第一凹槽；
第二部分，所述第二部分具有第二内表面、相反的第二外表面和在所述第二外表面上的第二凹槽，其中，所述第一部分能够与所述第二部分至少部分地分离，所述第一内表面和所述第二内表面形成通过所述第一部分和所述第二部分的开口，并且所述第一凹槽接合所述第二凹槽；以及
多个柔性构件，所述多个柔性构件位于所述第一部分和所述第二部分上并且朝向所述开口延伸，
其中，所述柔性构件能够将线路导体保持成在所述开口内基本上居中。
2.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述柔性构件位于所述第一内表面和所述第一外表面之间的所述第一部分的表面上以及位于所述第二内表面和所述第二外表面之间的所述第二部分的表面上。
3.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽是连续的。
4.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述第一部分和所述第二部分具有带铰链的端部和具有扣子的另一个端部，所述扣子以可释放的方式互锁所述第一部分和所述第二部分。
5.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述第一部分和所述第二部分各自由热塑性材料构成。
6.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述多个柔性构件各自由热塑性材料构成。
7.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述柔性构件在所述第一部分和所述第二部分上均匀地间隔开。
8.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述第一部分和所述第二部分中的一者在外表面内具有凹陷部。
9.根据权利要求8所述的保持器，其中，所述凹陷部具有平面表面。
10.根据权利要求1所述的保持器，其中，所述第一内表面和所述第二内表面将所述开口形成为呈圆形。
11.根据权利要求10所述的保持器，其中，所述第一外表面和所述第二外表面形成与圆形的开口同心的弯曲表面。
12.一种用于电流传感器的保持器，所述保持器包括：
第一部分，所述第一部分具有第一内表面、相反的第一外表面和位于所述第一外表面上的第一凹槽；
第二部分，所述第二部分具有第二内表面、相反的第二外表面和在所述第二外表面上的第二凹槽，其中，所述第一部分能够与所述第二部分至少部分地分离，所述第一内表面和所述第二内表面形成通过所述第一部分和所述第二部分的开口，并且所述第一凹槽接合所述第二凹槽；以及
多个柔性构件，所述多个柔性构件位于所述第一部分和所述第二部分上并且朝向所述开口延伸，
其中，所述柔性构件能够将线路导体保持成在所述开口内基本上居中，
其中，所述第一部分和所述第二部分具有带铰链的端部和具有扣子的另一个端部，所述扣子以可释放方式互锁所述第一部分和所述第二部分，并且
其中，当由所述柔性构件保持所述线路导体时，所述第一外表面和所述第二外表面形成与所述线路导体基本上同心的弯曲表面。
13.根据权利要求12所述的保持器，其中，所述柔性构件位于所述第一内表面和所述第一外表面之间的所述第一部分的表面上以及位于所述第二内表面和所述第二外表面之间的所述第二部分的表面上。
14.根据权利要求12所述的保持器，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽是连续的。
15.根据权利要求12所述的保持器，其中，所述第一部分和所述第二部分各自由热塑性材料构成。
16.根据权利要求12所述的保持器，其中，所述多个柔性构件各自由热塑性材料构成。
17.根据权利要求12所述的保持器，其中，所述柔性构件在所述第一部分和所述第二部分上均匀地间隔开。
18.根据权利要求12所述的保持器，其中，所述第一部分和所述第二部分中的一者在外表面内具有凹陷部。
19.根据权利要求18所述的保持器，其中，所述凹陷部具有平面表面。
20.根据权利要求12所述的保持器，其中，所述第一内表面和所述第二内表面将所述开口形成为呈圆形。
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