DE102007035184A1

DE102007035184A1 - Current measuring device for electrical conductor, has circular base bodies with opening and sensor for detecting field generated by current flow, where base bodies have two segments that are detachably connected with each other

Info

Publication number: DE102007035184A1
Application number: DE200710035184
Authority: DE
Inventors: Stefan Dietz; Reinhold Schneeberger; Harald Zimmerer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-02-05

Abstract

The device has circular base bodies with an opening (3) and a sensor e.g. hall sensor, for detecting a field generated by a current flow. The base bodies have two segments (2a, 2b) which are detachably connected with each other. The segments have a electrical contact (7), a positioning element (8) and a covering (9) at joints (5a, 5b, 6a, 6b) of the segments. An annular core having an air gap is arranged in the base bodies, where the sensor is arranged in the air gap. The segments are formed such that the joints are located at a position of the air gap.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Messen eines durch einen elektrischen Leiter fließenden Stroms, welche einen ringförmigen Grundkörper mit einer Öffnung und wenigstens einen Sensor aufweist, zur Erfassung eines durch den Stromfluss erzeugten Feldes.The The invention relates to a device according to the preamble of the claim 1 for measuring a current flowing through an electrical conductor, which an annular body with an opening and at least one sensor, for detecting a through the current flow generated field.

Eine derartige Vorrichtung ist im Stand der Technik hinreichend bekannt und wird regelmäßig dort eingesetzt, wo eine kontaktlose Strommessung gewünscht wird.A Such device is well known in the art and is there regularly used where a contactless current measurement is desired.

Um den durch einen elektrischen Leiter fließenden Strom messen zu können, muss der ringförmige Grundkörper auf den Stromleiter aufgeschoben werden. Dies ist nachteilig, da hierdurch die bekannte Vorrichtung nicht bei langen Stromleitungen verwendet werden kann beziehungsweise zum Aufbringen des ringförmigen Grundkörpers auf den Stromleiter der Stromleiter aufgetrennt werden müsste.Around To be able to measure the current flowing through an electrical conductor, must the annular one body be pushed onto the conductor. This is disadvantageous since As a result, the known device not with long power lines can be used or for applying the annular body the current conductor of the conductor would have to be separated.

Daher wird bei Überland-Hochspannungsleitungen zur Strommessung auch nicht die bekannte Vorrichtung verwendet, sondern der Strom mittels Shunt-Widerständen durchgeführt. Dies hat den Nachteil, dass die Messanordnung großvolumig ist und eine hohe Verlustleistung auftritt.Therefore is used for overland power lines also does not use the known device for current measurement, but the current is carried out by means of shunt resistors. This has the disadvantage that the measuring arrangement is large-volume and a high Power loss occurs.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Vorrichtung derart auszubilden, dass sie auch bei langen Leitern problemlos verwendbar ist.It is the object of the invention, an initially mentioned device such form that they can be used easily even with long ladders is.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution This object is apparent from the features of the characterizing Part of claim 1. Advantageous developments of the invention emerge from the dependent claims.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen eines durch einen elektrischen Leiter fließenden Stromes, welche einen ringförmigen Grundkörper mit einer Öffnung und wenigstens einen Sensor aufweist zur Erfassung eines durch den Stromfluss erzeugten Feldes, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus wenigstens zwei Segmenten besteht, welche lösbar miteinander verbunden sind.According to the invention is a device for measuring a current flowing through an electrical conductor, which has an annular base body with an opening and at least one sensor for detecting one by the current flow generated field, characterized in that the basic body at least two segments, which releasably connected to each other are.

Dadurch, dass der Grundkörper aus wenigstens zwei Segmenten besteht, welche lösbar miteinander verbunden sind, lässt er sich auf einfache Weise und schnell zusammenbauen. Hierdurch ist es möglich, den Grundkörper auch dann vor Ort zusammenzubauen, wenn die örtlichen Verhältnisse schwierig sind, wie dies regelmäßig bei Überland-Hochspannungsleitungen der Fall ist. Da der Grundkörper um einen betreffenden elektrischen Leiter herum zusammengebaut wird, ist es somit nicht mehr erforderlich, den Grundkörper an einem offenen Ende einer Leitung auf den Leiter zu schieben.Thereby, that the main body consists of at least two segments which releasably connected to each other are, lets he can assemble easily and quickly. hereby Is it possible, the main body then assemble locally if the local conditions difficult are, as is usual with overhead power lines the case is. As the main body assembled around a respective electrical conductor, Thus, it is no longer necessary, the body at an open end to push a line on the ladder.

In vorteilhafter Weise weisen die Segmente an ihren Verbindungsstellen miteinander korrespondierende elektrische Kontakte auf. Hierdurch lassen sich auf einfache Weise die in den Segmenten angeordneten elektrischen Elemente miteinander verbinden, sodass die in den Segmenten angeordneten elektrischen Elemente dieselben elektrischen Verbindungen aufweisen können, wie sie bei einem gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten ringförmigen Grundkörper vorhanden sind.In Advantageously, the segments have at their joints mutually corresponding electrical contacts. hereby can be easily arranged in the segments connect electrical elements together, so that in the segments arranged electrical elements the same electrical connections can have as they do at one of the booth The technique formed annular base body available are.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Segmente an ihren Verbindungsstellen Positionierelemente aufweisen. Hierdurch lassen sich die Segmente auf einfache Weise positionsgenau zusammenfügen, wodurch sich die Montage der Segmente sehr erleichtert, was insbesondere bei einer Montage vor Ort von Vorteil ist.at a further embodiment The invention provides that the segments at their connection points Have positioning. This allows the segments easily position accurately together, which increases the assembly the segments very much facilitated, which in particular during assembly on-site is an advantage.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Segmente an ihren Verbindungsstellen Abdeckungen aufweisen. Hierdurch lassen sich die Segmente als vollkommen geschlossene Bauteile ausbilden, was sich sehr vorteilhaft auf ihre Robustheit beziehungsweise Störunanfälligkeit auswirkt.at another particular embodiment The invention provides that the segments covers at their connection points exhibit. This allows the segments to be completely closed Form components, which is very beneficial to their robustness or susceptibility to interference effect.

Bei einer Ausbildung der Sensoren als Hall-Sensoren lassen sich auf einfache Weise Kompensationsmaßnahmen realisieren. Hierzu werden in Abständen kreisförmig um die Öffnung herum Sensoren angeordnet, wodurch Fremdfeldeinflüsse erfasst werden und mittels einer entsprechenden Berechnung eliminiert werden können.at An education of the sensors as Hall sensors can be on simple way compensation measures realize. These are circular at intervals around the opening Sensors arranged whereby foreign field influences are detected and by means of a corresponding calculation can be eliminated.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Grundkörper ein Ringbandkern angeordnet ist, welcher Luftspalte aufweist, in denen die Sensoren angeordnet sind, wobei die Segmente so ausgebildet sind, dass sich die Verbindungsstellen der Segmente an Orten befinden, wo Luftspalte vorhanden sind. Hierdurch kann auf besondere Maßnahmen zur Verbindung des Ringbandkerns an den Verbindungsstellen verzichtet werden.at another particular embodiment The invention provides that arranged in the main body a toroidal core which has air gaps in which the sensors are arranged are, wherein the segments are formed so that the joints the segments are located in locations where air gaps exist. hereby can on special measures omitted for connecting the ring band core at the joints become.

Als sehr vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform der Erfindung herausgestellt, bei der die Öffnung in ihrer Wandung radial verstellbare Klemmbacken aufweist. Hierdurch lässt sich der Grundkörper an unterschiedliche Leiterdurchmesser anpassen.When very advantageous, an embodiment of the invention has been found at the opening Having in its wall radially adjustable jaws. hereby let yourself the main body adapt to different conductor diameters.

In vorteilhafter Weise sind die Klemmbacken verliersicher in Ausnehmungen angeordnet. Die Ausnehmungen können als Kreissegment ausgebildet sein, dessen seitliche Stirnflächen für die entsprechenden seitlichen Stirnflächen der Klemmbacken einen Hinterschnitt bilden. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Klemmbacken sich zwar in radialer Richtung verstellen lassen, jedoch in radialer Richtung nicht aus den Ausnehmungen herausnehmbar sind. Die Klemmbacken müssen daher in axialer Richtung in die Ausnehmungen eingeschoben werden.Advantageously, the jaws are arranged captive in recesses. The recesses can be formed as a circle segment be, form the lateral end faces for the corresponding lateral faces of the jaws an undercut. In this way it can be achieved that the clamping jaws can indeed be adjusted in the radial direction, but are not removable from the recesses in the radial direction. The jaws must therefore be inserted in the axial direction in the recesses.

Daher ist bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Klemmbacken an ihren radial äußeren Flächen zweite Ausnehmungen aufweisen. In diese zweiten Ausnehmungen lässt sich ein Sicherungsstift einbringen, wodurch die axiale Beweglichkeit der Klemmbacken begrenzt ist.Therefore is provided in a further particular embodiment of the invention, in that the clamping jaws have second recesses on their radially outer surfaces. In these second recesses leaves to introduce a locking pin, causing the axial mobility the jaws is limited.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further Details, features and advantages of the present invention result from the following description of a particular embodiment with reference to the drawing.

Es zeigtIt shows

1 eine erfindungsgemäße Messvorrichtung im noch nicht zusammengebauten Zustand in perspektivischer Ansicht, 1 a measuring device according to the invention in the not yet assembled state in perspective view,

2 das untere Segment der in 1 dargestellten Messvorrichtung ohne Deckel in perspektivischer Ansicht und 2 the lower segment of in 1 shown measuring device without cover in perspective view and

3 ein Segment einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung von vorne mit einer etwas hervorstehenden Klemmbacke. 3 a segment of a measuring device according to the invention from the front with a slightly protruding jaw.

Wie 1 entnommen werden kann, erstreckt sich ein elektrischer Leiter 1, dessen durch ihn fließender Strom gemessen werden soll, durch eine Öffnung 3 eines aus zwei Segmenten 2a, 2b bestehenden Grundkörpers. Es versteht sich, dass die Öffnung 3 erst dann gebildet ist, wenn die beiden Segmente 2a, 2b miteinander verbunden sind.As 1 can be removed, extends an electrical conductor 1 whose current to be measured by it is to be measured through an opening 3 one of two segments 2a . 2 B existing body. It is understood that the opening 3 only then formed when the two segments 2a . 2 B connected to each other.

Die Verbindung der beiden Segmente 2a, 2b geschieht mittels Verbindungsschrauben, welche durch Öffnungen 18 geführt werden können. Zur einfacheren Positionierung sind an den Verbindungsstellen 5a, 5b, 6a, 6b, an denen die Segmente 2a, 2b miteinander verbunden werden, als Stifte 8 ausgebildete Positionierelemente angeordnet.The connection of the two segments 2a . 2 B happens by means of connecting screws, which through openings 18 can be performed. For easier positioning are at the joints 5a . 5b . 6a . 6b on which the segments 2a . 2 B be joined together as pins 8th arranged positioning arranged.

Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, ist im unteren Segment 2b eine Leiterplatte 4a angeordnet, auf welcher Hall-Sensoren 4 angeordnet sind. Die Leiterplatte 4a ist im Wesentlichen wie bei gattungsgemäßen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ausgebildet, sodass hier auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann. Zur Verbindung der auf der Leiterplatte 4a angeordneten elektrischen Elemente befinden sich im unteren Segment 2b Lichtwellenleiteranschlüsse 17.In particular 2 can be taken is in the lower segment 2 B a circuit board 4a arranged on which Hall sensors 4 are arranged. The circuit board 4a is essentially designed as in generic devices according to the prior art, so that can be dispensed with a more detailed description here. To connect the on the circuit board 4a arranged electrical elements are located in the lower segment 2 B Fiber optic connectors 17 ,

In dem unteren Segment 2b ist des Weiteren ein Ringbandkern 10 angeordnet, welcher Luftspalte 11 aufweist, in welche sich Hall-Sensoren 4 erstrecken. Das untere Segment 2b ist an seinen die Verbindungsstellen 5a, 6a bildenden Stirnseiten mittels Abdeckungen 9 verschlossen. Durch die Abdeckungen 9 erstrecken sich elektrische Kontakte 7, mittels welcher eine elektrische Verbindung zu dem oberen Segment 2a hergestellt werden kann. Durch die elektrischen Verbindungen wird erreicht, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne weiteres dieselbe Funktionalität hat wie eine gattungsgemäße Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik.In the lower segment 2 B is furthermore a ring band core 10 arranged, which air gaps 11 has, in which Hall sensors 4 extend. The lower segment 2 B is at its the junctions 5a . 6a forming end faces by means of covers 9 locked. Through the covers 9 extend electrical contacts 7 by means of which an electrical connection to the upper segment 2a can be produced. By the electrical connections it is achieved that the device according to the invention readily has the same functionality as a generic device according to the prior art.

Das untere Segment 2b ist mittels eines in der Figur nicht dargestellten Deckels verschließbar, welcher mittels Schrauben 16 an dem unteren Segment 2b befestigbar ist. Zwischen dem Deckel und dem unteren Segment 2b ist eine Dichtung 16a angeordnet.The lower segment 2 B is closed by means of a lid, not shown in the figure, which by means of screws 16 at the lower segment 2 B is fastened. Between the lid and the lower segment 2 B is a seal 16a arranged.

Wie insbesondere 3 entnommen werden kann, weisen die Segmente 2a, 2b zur Befestigung des Grundkörpers 2a, 2b an dem elektrischen Leiter 1 Klemmbacken 12 auf, welche in ersten Ausnehmungen 13 derart angeordnet sind, dass sie in radialer sowie axialer Richtung verstellbar sind. Hierdurch lassen sich die Klemmbacken 12 axial in die Ausnehmungen einbringen und durch eine radiale Verstellung an den Leiter 1 anpassen. Die radiale Verstellung der Klemmbacken 12 erfolgt mittels Verstellschrauben 15, welche durch Öffnungen 15a von außen erreichbar sind.In particular 3 can be taken, assign the segments 2a . 2 B for attachment of the body 2a . 2 B on the electrical conductor 1 jaws 12 on, which in first recesses 13 are arranged so that they are adjustable in the radial and axial directions. This allows the jaws 12 axially introduce into the recesses and by a radial adjustment to the head 1 to adjust. The radial adjustment of the jaws 12 done by means of adjusting screws 15 passing through openings 15a can be reached from the outside.

Zur Sicherung gegen eine axiale Verschiebung der Klemmbacken 12 weisen die Klemmbacken 12 an ihren radial äußeren Flächen als Ringnut ausgebildete zweite Ausnehmungen 14 auf, in welche die Verstellschrauben 15 eingreifen.To secure against axial displacement of the jaws 12 Show the jaws 12 formed on their radially outer surfaces as an annular groove second recesses 14 in which the adjusting screws 15 intervention.

Zur Anpassung an unterschiedliche Leiterquerschnitte lassen sich in den ersten Ausnehmungen 13 unterschiedlich dicke Klemmbacken 12 anordnen. Es ist somit möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Austauschen der Klemmbacken 12 bei elektrischen Leitern zu verwenden, welche unterschiedliche Querschnitte haben.To adapt to different conductor cross sections can be in the first recesses 13 different thickness jaws 12 Arrange. It is thus possible, the device according to the invention by replacing the jaws 12 to use in electrical conductors, which have different cross-sections.

Claims

Device for measuring an electric conductor ( 1 ) flowing stream, which an annular body ( 2a . 2 B ) with an opening ( 3 ) and at least one sensor ( 4 ) for detecting a generated by the flow of current Feldes, characterized in that the basic body ( 2a . 2 B ) of at least two segments ( 2a . 2 B ), which are detachably connected to each other.

Device according to claim 1, characterized in that the segments ( 2a . 2 B ) at their joints ( 5a . 5b . 6a . 6b ) corresponding electrical contacts ( 7 ) exhibit.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the segments ( 2a . 2 B ) at their joints ( 5a . 5b . 6a . 6b ) Positioning elements ( 8th ) exhibit.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the segments ( 2a . 2 B ) at their joints ( 5a . 5b . 6a . 6b ) Covers ( 9 ) exhibit.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensors ( 4 ) are designed as Hall sensors.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the base body ( 2a . 2 B ) a toroidal core ( 10 ), which air gaps ( 11 ), in which the sensors ( 4 ) are arranged, wherein the segments ( 2a . 2 B ) are formed so that the connection points ( 5a . 5b . 6a . 6b ) at locations of air gaps ( 11 ) are located.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the opening ( 3 ) in its wall radially adjustable jaws ( 12 ) having.

Device according to claim 7, characterized in that the clamping jaws ( 12 ) captive in first recesses ( 13 ) are arranged.

Device according to claim 7 or 8, characterized in that the clamping jaws ( 12 ) at their radially outer surfaces second recesses ( 14 ) exhibit.