EP0999565A1 - Agencement de mesure d'un courant électrique du type à transformateur de mesure - Google Patents

Agencement de mesure d'un courant électrique du type à transformateur de mesure Download PDF

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EP0999565A1
EP0999565A1 EP99402756A EP99402756A EP0999565A1 EP 0999565 A1 EP0999565 A1 EP 0999565A1 EP 99402756 A EP99402756 A EP 99402756A EP 99402756 A EP99402756 A EP 99402756A EP 0999565 A1 EP0999565 A1 EP 0999565A1
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flexible
torus
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air gap
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Withdrawn
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EP99402756A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Daniel Arnoux
Axel Arnoux
Claude Genter
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Chauvin Arnoux SAS
Original Assignee
Chauvin Arnoux SAS
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for measuring a current. electric, of the type comprising a transformer measurement equipped with a toroid-shaped magnetic circuit opening and likely to close on a cable in which flows the current to be measured.
  • Arrangements of this type which are known, include a rigid torus.
  • This arrangement has the disadvantage major than the opening of this rigid torus, to enclose the cable, requires mechanical means which are complex and two opening areas that have a greater sensitivity to the original magnetic field external or internal and thus distort the current measurement primary.
  • the weight of the arrangement also constitutes a disadvantage for larger magnetic circuits diameter.
  • the object of the present invention is to provide a measuring arrangement of the type indicated above, which does not not have the disadvantages that have just been stated.
  • the arrangement according to the invention is characterized in that the magnetic circuit is flexible and formed by stacking thin magnetic tapes and flexible.
  • the bands magnetic are left free or are very little maintained and advantageously fixed together only at each end of the torus.
  • the torus includes a device for opening and closing the quick click type.
  • the device opening and closing is a device to nesting advantageously of the male-female type.
  • the torus comprises a minimum air gap or an air gap which is suitable for house a magnetic sensor.
  • the influence of the air gap is compensated by an additional winding positioned at said air gap.
  • the magnetic circuit is surrounded by a flexible sheath.
  • At less winding is carried out on the sheath in one or several layers and the whole thus formed is surrounded an outer sheath.
  • Figure 1 is a schematic view in median section radial of a measurement arrangement according to this invention.
  • Figure 2 is a sectional view along line II-II of figure 1.
  • Figure 3 is a cutaway view, at larger ladder, in the direction of arrow III in FIG. 1 and shows the closing device of the flexible torus in its open position.
  • Figure 4 is a view similar to Figure 3, but in a direction perpendicular to arrow III of the figure 1.
  • the measurement arrangement according to the invention is designed for measurement of alternating or direct currents and includes essentially a transformer comprising, as it spring from the figures, a flexible magnetic circuit 1 in torus shape, which is made by assembly by stack of thin and flexible magnetic tapes 3 (figure 2). Strips 3 are left free or are very little maintained to allow free movement of these when handling the assembly. AT this end the bands are only fixed between them, anyway, at each end of the torus.
  • the toroid To protect the toroid 1, it is slid in an insulating sheath 4. On the latter are made the winding (s) 5, in one or more layers, evenly distributed. Then the assembly thus obtained is surrounded by a sheath of exterior protection 6.
  • the arrangement thus formed could be designed to have a minimum air gap 7.
  • the air gap could also be designed to accommodate a magnetic sensor such as a Hall effect cell, magneto-resistant sensor, whorl or the like.
  • the arrangement is provided with an opening device and closure 9 advantageously with rapid snap-on such a male / female type socket, with an air gap 7 which may be minimal or include accommodation for house the aforementioned magnetic sensor.
  • the deformation of the torus is done in the plane of the torus, with sliding the strips on top of each other, so that the magnetic characteristics may be affected.
  • the torus it is preferable to preform it, at the time of its manufacture, by stacking for example the strips of sheet metal on a template round shape.
  • FIGS 3 and 4 illustrate, by way of example, a mode of the opening and closing device 9 of the toroidal arrangement, according to the present invention.
  • This device comprises a male part 10 surrounding one end of the protective sheath exterior 6 and a second part 11 in the form of a socket of which a first portion 12 surrounds the second end of the outer sheath 6 and is extended by a second portion 13 intended to receive the male part 10 surrounding the first end.
  • the socket 12 advantageously carries two fins removable 14 which extend parallel to the axis of the socket at diametrically opposite locations and make protruding beyond the free end of the portion of female socket 13 while also being fixed on the socket.
  • the free protruding end of each fin 14 is bent at 15, radially towards the axis of the socket so as to form claws capable of engaging behind an annular flange 16 provided on the male part 10, at a distance predetermined from this end. This distance is chosen so that the claws 15 can snap behind the flange 16 when the part male 10 is correctly engaged in the female part 13 of the closing or opening device 9.
  • the invention provides the possibility of reducing the lines leakage at the air gap, thanks to a winding of compensation 20 arranged around the air gap area, as seen in 20 in Figure 1.
  • the invention offers the possibility of placing a sensor in the air gap.
  • the sensor connection wires can be exited with the connecting cable 18 allowing the exit winding wires 5.
  • the arrangement according to the invention makes it possible to measure leakage currents, with load or possibly depending on the charge cancellation principle with an amplifier operational in current input mode, currents alternating and continuous (with magnetic sensor suitable for induction measurement mode or flow cancellation with coil) or be associated with torus Rogowski principle (in measurement or with injection of current).

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Abstract

L'invention concerne un agencement de mesure d'un courant électrique. Cet agencement est du type comprenant un transformateur de mesure pourvu d'un circuit magnétique (1) en forme de tore ouvrant, et susceptible de se refermer sur un câble dans lequel circule le courant à mesurer. L'agencement est caractérisé en ce que le circuit magnétique (1) est souple et formé par l'empilement de bandes magnétiques fines et souples. L'invention est utilisable pour la mesure de courants électriques. <IMAGE>

Description

L'invention concerne un agencement de mesure d'un courant électrique, du type comprenant un transformateur de mesure pourvu d'un circuit magnétique en forme de tore ouvrant et susceptible de se refermer sur un câble dans lequel circule le courant à mesurer.
Les agencements de ce type, qui sont connus, comportent un tore rigide. Cet agencement présente l'inconvénient majeur que l'ouverture de ce tore rigide, pour enserrer le câble, nécessite des moyens mécaniques qui sont complexes et deux zones d'ouverture qui ont une sensibilité plus grande au champ magnétique d'origine externe ou interne et faussent ainsi la mesure du courant primaire. De plus, la rigidité et l'encombrement de l'ensemble interdisent certaines accessibilités aux mesures. Le poids de l'agencement constitue également un inconvénient pour les circuits magnétiques de plus grand diamètre.
La présente invention a pour but de proposer un agencement de mesure du type indiqué plus haut, qui ne présente pas les inconvénients qui viennent d'être énoncés.
Pour atteindre ce but, l'agencement selon l'invention est caractérisé en ce que le circuit magnétique est souple et formé par l'empilement de bandes magnétiques fines et souples.
Selon une caractéristique de l'invention, les bandes magnétiques sont laissées libres ou sont très peu maintenues et avantageusement fixées entre elles seulement à chaque extrémité du tore.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le tore comporte un dispositif d'ouverture et de fermeture du type à encliquetage rapide.
Selon une autre caractéristique, le dispositif d'ouverture et de fermeture est un dispositif à emboítement avantageusement du type mâle-femelle.
Selon encore une autre caractéristique, le tore comporte un entrefer minimal ou un entrefer qui est adapté pour y loger un capteur magnétique.
Selon encore une autre caractéristique, l'influence de l'entrefer est compensée par un bobinage additionnel positionné au niveau dudit entrefer.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le circuit magnétique est entouré d'une gaine souple.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, au moins un bobinage est réalisé sur la gaine en une ou plusieurs couches et l'ensemble ainsi formé est entouré d'une gaine extérieure.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaítront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquel :
La figure 1 est une vue schématique en coupe médiane radiale d'un agencement de mesure selon la présente invention.
La figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue avec arrachement, à plus grande échelle, en direction de la flèche III de la figure 1 et montre le dispositif de fermeture du tore souple dans sa position ouverte.
La figure 4 est une vue similaire à la figure 3, mais dans une direction perpendiculaire à la flèche III de la figure 1.
L'agencement de mesure selon l'invention est conçu pour la mesure de courants alternatifs ou continus et comprend essentiellement un transformateur comportant, comme il ressort des figures, un circuit magnétique souple 1 en forme de tore, qui est réalisé par assemblage par empilement de bandes magnétiques fines et souples 3 (figure 2). Les bandes 3 sont laissées libres ou sont très peu maintenues pour permettre le libre déplacement de celles-ci lors de la manipulation de l'ensemble. A cette fin les bandes sont seulement fixées entre elles, de toute façon appropriée, à chaque extrémité du tore.
Pour protéger le tore magnétique 1, celui-ci est glissé dans une gaine isolante 4. Sur cette dernière sont réalisés le ou les bobinages 5, en une ou plusieurs couches, de façon uniforme et bien répartie. Puis l'ensemble ainsi obtenu est entouré d'une gaine de protection extérieure 6.
L'agencement ainsi formé pourrait être conçu pour avoir un entrefer 7 minimal. L'entrefer pourrait aussi être conçu de façon à pouvoir y loger un capteur magnétique tel qu'une cellule à effet Hall, capteur magnéto-résistant, spire ou analogue.
L'agencement est pourvu d'un dispositif d'ouverture et de fermeture 9 avantageusement à encliquetage rapide tel qu'un emboítement du type mâle/femelle, avec un entrefer 7 qui peut être minimal ou comporter un logement pour y loger le capteur magnétique susmentionné.
La déformation du tore se fait dans le plan du tore, avec glissement des bandes les unes sur les autres, pour que les caractéristiques magnétiques soient peut affectées.
Pour la réalisation du tore, il est préférable de préformer celui-ci, au moment de sa fabrication, en empilant par exemple les bandes de tôle sur un gabarit de forme ronde.
Les figures 3 et 4 illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif d'ouverture et de fermeture 9 de l'agencement en forme de tore, selon la présente invention. Ce dispositif comporte une partie mâle 10 entourant une extrémité de la gaine de protection extérieure 6 et une deuxième partie 11 en forme d'une douille dont une première portion 12 entoure la deuxième extrémité de la gaine extérieure 6 et se prolonge par une seconde portion 13 déstinée à recevoir la partie mâle 10 entourant la première extrémité.
La douille 12 porte deux aillettes avantageusement amovibles 14 qui s'étendent parallèlement à l'axe de la douille à des emplacements diamètralement opposés et font saillie au-delà de l'extrémité libre de la portion de douille femelle 13 en étant par ailleurs fixée sur la douille. L'extrémité libre en saillie de chaque aillette 14 est recourbée en 15, radialement vers l'axe de la douille de façon à former des griffes susceptibles de venir en prise derrière une collerette annulaire 16 prévue sur la partie mâle 10, à une distance prédéterminée de cette extrémité. Cette distance est choisie de telle façon que les griffes 15 puissent s'encliqueter derrière la collerette 16 lorsque la partie mâle 10 est correctement engagée dans la partie femelle 13 du dispositif de fermeture ou d'ouverture 9.
L'invention prévoit la possibilité de diminuer les lignes de fuite au niveau de l'entrefer, grâce à un bobinage de compensation 20 disposé autour de la zone de l'entrefer, comme on le voit en 20 sur la figure 1.
Dans le cas du mode de réalisation du dispositif de fermeture, selon les figures 3 et 4, le bobinage serait disposé avantageusement dans la partie femelle dans les portions 12 et 13. Ainsi, l'influence de l'entrefer est réduite.
Comme il a été indiqué plus haut, l'invention offre la possibilité de placer un capteur dans l'entrefer. A cette fin, on pourrait placer le capteur sur la face frontale du tore de la partie femelle en dimensionnant la longueur de l'extrémité mâle 10 de façon à laisser un entrefer d'une longueur appropriée entre les deux extrémités du tore. Les fils de connexion du capteur peuvent être sortis avec le câble de liaison 18 permettant la sortie des fils de bobinage 5.
L'agencement selon l'invention permet de mesurer des courants de fuite, avec charge ou éventuellement selon le principe de l'annulation de charge avec un amplificateur opérationnel en mode entrée courant, des courants alternatifs et continus (avec capteur magnétique approprié en mode de mesure d'induction ou en mode d'annulation de flux avec bobine) ou être associé au principe de tore Rogowski (en mesure ou avec injection de courant).

Claims (10)

  1. Agencement de mesure d'un courant électrique, du type comprenant un transformateur de mesure pourvu d'un circuit magnétique en forme de tore ouvrant, et susceptible de se refermer sur un câble dans lequel circule le courant à mesurer, caractérisé en ce que le circuit magnétique (1) est souple et formé par l'empilement de bandes magnétiques fines et souples (3).
  2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes magnétiques (3) sont laissées libres et sont très peu maintenues et avantageusement fixées entre elles seulement à chaque extrémité du tore.
  3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'ouverture et de fermeture (9), avantageusement du type à encliquetage rapide.
  4. Caractérisé en ce que le dispositif de fermeture et d'ouverture (9) est réalisé sous forme d'un emboítement du type mâle (10) - femelle (11).
  5. Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entrefer entre les deux extrémités du tore souple est minimal.
  6. Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que un capteur magnétique est logé dans le dispositif d'ouverture et de fermeture (9), dans l'entrefer formé entre les deux extrémités du tore souple.
  7. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit magnétique formé par l'empilage des bandes magnétiques (3) est entouré d'une gaine souple (4).
  8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un bobinage (5) est réalisé sur la gaine interne (4) en une ou plusieures couches et l'ensemble ainsi formé est entouré d'une gaine extérieure (6).
  9. Agencement selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la partie femelle (11) du dispositif de fermeture (9) comporte des languettes axiales (14) avantageusement amovibles, susceptibles de s'engager derrière des éléments (16) sur la surface périphérique de la partie mâle (10) du dispositif, lorsque celui-ci est dans sa position fermé.
  10. Agencement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un bobinage de compensation (20)est prévu au niveau de l'entrefer pour réduire l'influence de ce dernier.
EP99402756A 1998-11-06 1999-11-05 Agencement de mesure d'un courant électrique du type à transformateur de mesure Withdrawn EP0999565A1 (fr)

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