JP2024513471A - 電流変換器用の測定装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、電流変換器４用の測定装置２に関する。この場合、測定装置２は、周設されているコア６と測定コイル８と基準端子１０とを有する。前記測定コイル８は、第１導体端部１４から第２導体端部１６まで延在する、前記コア６の周りに巻き付けられた電流導体１２から構成されている。前記基準端子１０は、前記第１導体端部１４と前記第２導体端部１６との間の中心で前記電流導体１２に導電接続されている。さらに、本発明は、測定装置２と差動増幅器３６とを有する電流変換器４に関する。

Description

本発明は、電流変換器用の測定装置に関する。

電流変換器は、従来の技術から基本的に公知である。電流変換器は、測定装置２を有する。この測定装置を用いることで、一次電流導体に通電する一次電流が、非接触式に検出され得る。この一次電流導体は、一次電流が通電する例えばケーブル、特に銅ケーブルから構成され得る。この一次電流を電流変換器の測定装置によって検出するため、一次電流導体が、測定装置を通して貫通案内される。公知の構成では、測定装置は、周設されているリング状のコアを有する。この場合、測定装置の測定コイルが、このコアの周りに巻き付けられた電流導体から形成されている。この電流導体は、測定装置の二次電流導体とも呼ばれ得る。この例では、一次電流導体が、コアにより形成された内部空間を通って貫通案内され得る。一次電流導体に通電する一次電流が、電磁誘導によって測定装置の二次電流導体に二次電流を誘導する。この二次電流は、一次電流よりも小さく、すなわち二次電流導体の巻き数に対する一次電流導体の巻き数の比に反比例する。

電流変換器を実際に使用する場合、電磁的ノイズ場が、二次電流に影響し得ることが確認された。換言すると、二次電流が、ノイズによって引き起こされる成分を含み得る。この成分は、二次電流のノイズ成分とも呼ばれ得る。当該ノイズ成分は、一次電流が電流変換器によって検出され得る測定精度を低下させる。

本発明の課題は、ノイズ量に対して可能な限りロバストな電流の検出を可能にする、電流変換器用の測定装置を提供することにある。

本発明の第１の観点によれば、この課題は、請求項１に記載の特徴を有する測定装置によって解決される。すなわち、電流変換器用の測定装置が設けられており、この測定装置は、周設されているコアと測定コイルと基準端子とを有する。当該測定コイルは、第１導体端部から第２導体端部まで延在する、当該コアに巻き付けられた電流導体から形成されている。基準端子は、第１導体端部と第２導体端部との間の中央で電流導体に導電接続されている。好適には、測定コイルは、コアに対して電気絶縁されている。したがって、電流導体は、例えばコアに対して電気絶縁され得る。

特に、測定装置は、電流変換器の一部を形成するように構成されている。したがって、測定装置は、付随する導体端部（第１導体端部及び第２導体端部）によってこの電流変換器の別の部分に電気接続され得る。

コアに巻き付けられた測定装置の電流導体は、二次電流導体とも呼ばれ及び／又は構成され得る。コアに巻き付けられた電流導体に通電する電流は、二次側電流又は二次電流と呼ばれ得る。一次電流導体が、コアにより形成された内部空間を貫通するように案内され、一次電流がこの一次電流導体に通電すると、この一次電流は、電磁誘導によって二次電流を測定装置の電流導体に誘導する。この場合、電磁誘導は、特に測定装置の電流導体の全長にわたって発生する。第１導体端部と第２導体端部との間の中央で測定装置の電流導体に接続されている基準端子は、好適には、上記の電磁誘導が、二次電流を測定装置の電流導体に引き起こすときに、両導体端部における差分信号を出力するために使用される。この基準端子は、基準電位とも呼ばれる既定の電位に結合され得る。この場合、両導体端部に形成された電圧信号は、この基準端子によって既定された基準電圧信号に関連する。例えば、当該基準電圧端子が、接地電位に接続されている場合、例えば、第１導体端部には正の電流が電磁誘導によって出力される一方で、第２導体端部には負の電流が電磁誘導によって出力されるか、又はその反対である。同様に、両導体端部の電位は相違する。当該基準電位が、同様に接地電位とみなされる場合、第１導体端部の電位は、第２導体端部の電位に対して逆の符号を有し得る。基本的に、当該基準電位は、必ずしも接地電位である必要はない。むしろ、任意の電位が、当該基準端子に印加され得る。

外側から測定装置、特に測定コイルに作用する電磁ノイズが、同相ノイズ電流をこの測定コイルに誘導することがある。基準端子を中央に配置することにより、当該ノイズ電流は、コアに巻き付けられた電流導体の２つの部分長に均等に印加されるようになる。これらの部分長とは、基準端子から第１導体端部まで延在する電流導体の第１部分長と、基準端子から第２導体端部まで延在する電流導体の第２部分長とを意味する。測定装置の電流導体の二次電流を評価するために、この測定装置が、電流変換器の差動増幅器に結合される場合、当該同相ノイズ電流は、差動増幅器の出力部にノイズ成分を出力しないか又は小さいノイズ成分だけを出力する。したがって、差動増幅器の出力信号は、当該基準端子が中央に配置されているので、測定装置に作用する電磁ノイズから影響を受けないか又はほとんど影響を受けない。したがって、この測定装置は、一次電流導体の一次電流が測定装置を有する電流変換器によって、外側からこの測定装置に作用する電磁ノイズに対してロバストに検出され得ることに寄与する。

好適な構成では、第１導体端部と第２導体端部との間の中央に配置することは、基準端子から第１導体端部まで延在する電流導体の第１部分長と、基準端子から第２導体端部まで延在する電流導体の第２部分長とが、等しいか又は最大で５％又は最大で１０％の偏差を有することを意味する。すなわち、第１部分長は、第２部分長よりも例えば最大で５％又は最大で１０％長くてもよく、又は、第２部分長は、第１部分長よりも例えば最大で５％又は最大で１０％長くてもよい。

好適には、測定装置の電流導体は、導電性のワイヤから形成されている。このワイヤは、例えば銅ワイヤとして構成され得る。

好適には、測定装置のコアは、外側横断面が円形のコアとして又は外側横断面が長方形のコアとして構成されている。当該測定装置のコアは、リングコアとして構成されてもよく及び／又はリングコアとも呼ばれ得る。特に、当該測定装置のコアは、このコアの周方向に周設されている、特に円環体状のリングを形成する。このリングは、長方形のリングとして構成されてもよい。

電流導体は、電流導体によって直列に接続されていて、これにより一緒に測定コイルを形成する複数の巻線区間が構成されているように、コアに巻き付けることができる。測定コイルは、測定巻線とも呼ばれ得て及び／又は測定巻線として構成され得る。各巻線区間は、好適には電流導体の複数の巻きターンを含む。好適には測定コイルは、コアに連続して巻き付けられた電流導体だけから形成されている。

特に、測定装置の測定コイルは、対称に配置された少なくとも２つの巻線区間によって形成されている。基本的に、さらなる巻線区間が設けられてもよい。電流導体がコアの周方向に均等に分散されてこのコアに巻き付けられているように、複数の巻線区間が、特にこのコアの周方向に分散されている。巻線コイルが、例えば４つの巻線区間から形成されていることが有益であることが実証されている。これらの巻線区間は、直列に接続されていて、これにより測定コイルを形成する。この場合、電流導体は、巻線区間ごとに延在する。基準端子は、この測定コイルの複数の巻線区間のうちの２つの巻線区間の間でこの電流導体に接続され得る。これは、電流導体の第１導体端部と第２導体端部との間の中央に基準端子を非常に正確に配置することを容易にする。

測定装置の好適な構成は、基準端子と第１導体端部との間の電流導体の第１インピーダンスと、基準端子と第２接続端部との間の電流導体の第２インピーダンスとが同じであるか又は５％又は１％の最大偏差を有するように、この基準端子が電流導体に電気接続されていることを特徴とする。この構成によれば、この電流導体の第１部分長のインピーダンスと第２部分長のインピーダンスとの最大偏差が、最大で５％であることが有益に提唱されている。特に、この電流導体は、少なくともほぼ一定の直径を有する。したがって、上記のインピーダンスの偏差に関する限定によって、外側から測定装置に作用する電磁ノイズが、電流導体の両部分長に等しく分配されることが非常に有益に保証され得る。その結果、同じノイズ成分が、両電流導体のそれぞれの電流導体で生成される。これらのノイズ成分は同相ノイズ電流を発生させるが、この同相ノイズ電流は、差動増幅器で同相信号として増幅されないか、又は差動増幅器の出力部に小さいノイズしか引き起こさない。

測定装置の好適な別の構成は、基準端子が既定の基準電位に接続されていることを特徴とする。この基準電位は、例えば既定の電圧でもよく又は接地電位によって形成されてもよい。

測定装置の好適な別の構成は、測定コイルが、コアの半径方向平面に対して対称に分散して配置されていることを特徴とする。中心開口部が、周設されているコアにより形成されている。コアの長手軸線が、コアのこの中心開口部を貫通する方向に延在し得る。それ故に、この貫通方向は、コアの軸線方向とも呼ばれる。コアの半径方向は、コアの軸線方向に対して直角である。これは、特に、コアが円形のコアとして構成されていないときでも成立し、例えばコアの横断面が長方形であるときでも成立する。コアの半径方向平面が、好適にはこのコアの軸線方向とこのコアの半径方向とによって形成される。コアの半径方向平面に対して測定コイルを対称に分散配置することには、電流導体の第１部分長の電気特性と電流導体の第２部分長の電気特性とが少なくともほぼ同じであるか又は大きくても最大で５％の偏差を有するという利点がある。すなわち、例えば、対称に分散配置することは、第１インピーダンスと第２インピーダンスとが同じであるか又は５％の最大偏差を有することに寄与することが可能である。同じことが、電流導体の第１部分長及び第２部分長の長さ、電気抵抗及び／又は抵抗数に対して成立する。

測定装置の好適な別の構成は、コアが磁性材料、特に強磁性材料及び／又はアモルファス材料を有するか又はこれらの材料から作製されていることを特徴とする。特に、コアは、少なくとも８０％、９０％又は９５％の磁性材料、特に強磁性材料から作製される。このコアの残りの部分は、非強磁性の材料又は物質から作製され得る。鉄、コバルト及びニッケルは強磁性である。したがって、これらは、代表的な磁性金属又は強磁性金属である。コアの磁性材料は、１つ又は複数の磁性金属から構成され得る。特に好ましくは、コアの磁性材料は、少なくとも８０％、９０％又は９５％のＭｇＺｎフェライトによって構成されている。さらに、コアの材料は、アモルファス材料として構成され得る。磁気回路を構成するコアの材料が、強磁性材料及び／又はアモルファス材料から構成されていることが特に有益であることが実証されている。磁性材料は、特に磁化可能な材料を意味する。この材料は、磁場を形成するように構成する必要はない。

測定装置の好適な別の構成は、コアが複数の部材から構成されていることを特徴とする。したがって、コアは、例えば複数の部材から形成され得る。コアの第１部材は、例えば横断面がＣ字状の部材として構成され得る。コアの第２部材は、例えば横断面がＩ字状の部材として構成され得る。Ｉ字状の部材はＣ字状の部材に、断面が長方形の周回するコアを形成するように配置することができ、このコアが、横に開口している内部空間を包囲する。コアのこれらの部材は、互いに直接に接触して配置され得る。

測定装置の好適な別の構成は、測定コイルが複数の部材から構成されていることを特徴とする。基本的に、この測定コイルは、コアに巻き付けられた電流導体から形成されている。この電流導体は、第１導体端部から第２導体端部まで連続して延在する。しかしながら、この電流導体は、取り外し可能な少なくとも１つの接続点を有し得る。特に、この電流導体は、取り外し可能な複数の接続点を有する。それぞれの接続点では例えば測定装置を設置するために、この電流導体の連続する接続を、中断し、また復元することができる。電流導体は、この電流導体によって直列に接続されていて、これにより測定コイルを共に形成する複数の巻線区間が形成されているように、コアに巻き付けることができる。この測定コイルは、例えば３つの巻線区間を有し得る。測定コイルの第１巻線区間は、例えば、電流導体が第１巻線区間内で第１導体端部から第１接続端部まで延在するように、この電流導体により形成され得る。測定コイルの第２巻線区間は、例えば、電流導体が第２巻線区間内で第２接続端部から第３接続端部まで延在するように、この電流導体により形成され得る。測定コイルの第３巻線区間は、例えば、電流導体が第３巻線区間内で第４接続端部から第２導体端部まで延在するように、この電流導体により形成され得る。電流導体の取り外し可能な第１接続点は、例えば、取り外し可能に互いに接続されている第１接続端部と第２接続端部とによって形成され得る。電流導体の取り外し可能な第２接続点は、例えば、取り外し可能に互いに接続されている第３接続端部と第４接続端部とによって形成され得る。２つの接続点によって、電流導体が連続して及び／又は途切れずに第１導体端部から第２導体端部まで延在することが保証される。特に設置又は製造のために、電流導体は、これらの接続点で中断されてもよい。例えば、電流導体の第１巻線区間及び第３巻線区間が、コアのＣ字状の部材に配置されていることが有益であることが実証されている。すなわち、第１巻線区間を形成する電流導体の一部を、コアのＣ字状の部材の第１脚部の周りに巻き付けることができる。第３巻線区間を形成する電流導体の一部を、コアのＣ字状の部材の第２脚部の周りに巻き付けることができる。第２巻線区間を形成する電流導体の一部を、コアのＩ字状の部材の周りに巻き付けることができる。コアが周設されるように、コアのＣ字状の部材とＩ字状の部材とが互いに配置される場合、電流導体の取り外し可能な第１接続点を形成するために、第１接続端部と第２接続端部とが接続される／されていることがさらに提唱され得る。さらに、電流導体の取り外し可能な第２接続点を形成するために、第３接続端部と第４接続端部とが互いに接続される／され得る。当該両接続点が形成されている場合、周回するように構成されたコアに巻き付けられた電流導体は、第１導体端部から第２導体端部まで延在する。

測定コイルは、測定巻線とも呼ばれ得て、及び／又は測定巻線として構成され得る。それぞれの巻線区間は、特に電流導体の複数の巻きターンを含む。特に、測定コイルは、コアに巻き付けられた連続する電流導体だけから形成されている。

測定装置の好適な別の構成は、コアが複数の磁性プレートを有する少なくとも１つの区間を備えており、複数の磁性プレートは、互いに対向して、特に平行に配置されていて且つプレートごとに１つギャップによってそれぞれ離間されていることを特徴とする。特に、これらの磁性プレートは、強磁性プレートとして構成されている。一次電流が、動作周波数以上の周波数で一次電流導体に通電する場合、コアの透磁率が小さければ、起こり得るコアの飽和の問題が回避され得ることが有益であることが実証されている。したがって、当該動作周波数は、例えば１００Ｈｚ未満である。コアの透磁率を低下させるために、複数のギャップが、これらのプレート間に設けられている。これらのギャップは、コアの透磁率を低下させる。その結果、コアの飽和の問題が回避され得る。この構成におけるコアは、複数の磁性プレート、特に複数の強磁性プレートと複数のギャップとから形成されていることを考慮すべきである。特に、対向して配置された２つのプレート間のそれぞれのギャップは、これらのプレートが互いに非接触式に配置されているように、及び／又は、これらのプレート間の最大間隔が１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満又は０．１ｍｍ未満であるように、構成されている。特に、互いに非接触式に配置されたこれらのプレート間の間隔は、０．０２ｍｍ～０．０８ｍｍ、特に０．０５ｍｍ～０．０６ｍｍである。それぞれのギャップは、非磁性ギャップ又は非強磁性ギャップと呼ばれ得て及び／又は非磁性ギャップ又は非強磁性ギャップとして構成され得る。特に、これらのギャップは、コアの半径方向平面に対して対称に分散して配置されている。さらに、コアのこれらのプレートが、当該コアの半径方向平面に対して対称に分散して配置されていることが有益に提唱されている。

測定装置の好適な別の構成は、コアが、複数の磁性プレート、特に複数の強磁性プレートを有する複数の区間を備え、それぞれの区間のこれらのプレートは、互いに対向して、特に平行に、プレートごとに直接的に接触して配置されており、コアのこれらの区間は、相前後して配置されていて、区間ごとにギャップによって離間されていることを特徴とする。横断面が長方形であるコアは、４つの辺（例えば、平行な２つの水平辺及び平行な２つの垂直辺）を有し得る。これらの辺のうちの少なくとも１つの辺が、少なくとも２つの部分に分割され得る。したがって、横断面が長方形であるコアは、それぞれ複数のプレートを有する例えば５つの区間を備え得る。しかし、コアが、より少ない又はより多くの数の区間を有することも可能である。すなわち、コアのそれぞれの辺を、さらに複数の区間に分割できる。好ましくは、それぞれの区間の複数のプレートが、プレートごとに直接接触して、したがって前後して配置されていることが提唱されている。一つの辺には、それぞれ複数の磁性プレート、特に強磁性プレートを有する複数の区間を前後して配置することができる。これらの区間は、区間ごとにそれぞれのギャップによって離間されている。それぞれのギャップは、１つの区間の隣接する端部に配置されたプレートを後続する区間の対向するプレートから分離する。それぞれの区間には、複数のプレートがギャップなしに前後して配置されていることが有益に提唱されている。それぞれの区間は、例えば、２個～５０個のプレート、特に５個～３０個のプレート、特に５個～１５個のプレートを含むことができる。コアは、複数の区間を有し得る点に留意すべきである。この場合、複数の区間の上記の特徴は、これらの複数の区間の一部にだけ関連する。しかし、上記の特徴が、コアのそれぞれの区間で成立することも可能である。区間ごとに構成されたギャップに関しては、プレートごとのギャップに関して既に説明したのと同様に、好適な説明、好適な特徴、効果及び利点を参照されたい。

測定装置の好適な別の構成は、それぞれのギャップがエアギャップとして構成されているか又はスペーサがそれぞれのギャップに取り付けられていることを特徴とする。スペーサがギャップに取り付けられている場合、それぞれのギャップは、完全にこのスペーサから形成され得る。それぞれのスペーサは、紙、特に合成繊維紙又は合成樹脂、特にガラス繊維樹脂から形成され得る。

測定装置の好適な別の構成は、それぞれのスペーサが非強磁性材料から形成されていることを特徴とする。これにより、起こり得るコアの飽和の問題が低減され得るか又は回避さえもされ得る。

測定装置の好適な別の構成は、ギャップによって離間されたそれぞれのプレート対のプレートが少なくとも０．００１ｍｍ～最大で０．７ｍｍのプレート間隔で非接触式に互いに離間配置されていることを特徴とする。これにより、一次電流導体の通電時に発生する磁束が低損失に集束され案内される。

測定装置の好適な別の構成は、測定装置が、第１保護要素と特に第２保護要素とを有する第１シールドを備えることを特徴とする。第１シールドは、第１シールド装置とも呼ばれ得て及び／又は第１シールド装置として構成され得る。第１シールドは、測定装置の一部を構成する。第１シールドは、第１シールド要素だけから形成され得る。しかし、第１シールドは、第１保護要素に加えてさらに別の部材、特に第２保護要素を有することも可能である。さらに、第１シールドは、外側から測定装置に作用する電磁ノイズを阻止及び／又は減衰するように使用及び／又は構成され得る。さらに、第１シールドは、電磁場を阻止するために、この第１シールドに透過させ、電磁ノイズとして周囲に放出するように構成されていることが提唱され得る。第１保護要素は、特にシールド板として又はシールド格子として構成されている。第１シールドは、第１保護要素と第２保護要素とを有し得て、及び／又はこれらの保護要素から完全に形成され得る。しかし、第１シールドが、第２保護要素だけから形成されていることも可能である。第２保護要素は、特にシールド板として又はシールド格子として構成されている。

測定装置の好適な別の構成は、第１保護要素が、コア及び測定コイルに対して外側に配置されていて、かつこのコアの周方向に少なくともほぼ完全に周設されている導電性の保護要素として構成されていることを特徴とする。第１保護要素は、コア及び測定コイルに対して外側に特に半径方向に配置されている。特に、第１保護要素は、測定コイル及び／又はコアに直接に接触していない。むしろ、第１保護要素は、測定コイル及び／又はコアに対して離間していることが有益に提唱されている。さらに、第１保護要素は導電性であることが有益に提唱されている。したがって、コアに対して外側に配置されていて、周方向にこのコアを少なくともほぼ完全に包囲するケージ、特にファラデーケージの少なくとも一部が、第１保護要素から構成され得る。第１保護要素は、測定コイル及び／又はコアを電磁ノイズから保護する。特に、第１保護要素は、周方向の一か所で分断されている。しかしながら、第１保護要素は、コアの周方向に完全に及び／又は連続して周回するように構成されていることも可能である。

測定装置の好適な別の構成は、第２保護要素が、コア及び測定コイルに対して内側に配置されていて、かつこのコアの周方向に少なくともほぼ完全に周設されている導電性の保護要素として構成されていることを特徴とする。特に、第２保護要素は、コア及び／又は測定コイルに対して内側に半径方向に配置されている。すなわち、第２保護要素の少なくとも一部又は全体が、測定装置のコアによって包囲されている内部空間内に配置され得る。特に、第２保護要素は、測定コイル及び／又はコアに直接に接触していない。むしろ、第２保護要素は、測定コイル及び／又はコアに対して離間されていることが有益に提唱されている。さらに、第２保護要素は導電性であることが有益に提唱されている。したがって、コアに対して内側に配置されていて、周方向にこのコアを少なくともほぼ完全に包囲するケージ、特にファラデーケージの少なくとも一部が、第２保護要素から構成され得る。第２保護要素は、測定コイル及び／又はコアを電磁ノイズから保護する。特に、第２保護要素は、周方向の一か所で分断されている。しかしながら、第２保護要素は、コアの周方向に完全に及び／又は連続して周回するように構成されていることも可能である。

測定装置の好適な別の構成は、第１シールドが、コアの周方向に周設されていて、かつこのコア及び測定コイルを少なくともほぼ包囲するリング状のシールドとして構成されており、リング状のシールドは、このコアの周方向にそれぞれ周設されていて、かつ第１保護要素及び第２保護要素を形成する管状の２つの保護要素から構成されていることを特徴とする。特に、周方向に対して直角に配向されたリング状のシールドの横断面は長方形、特に正方形である。コア及び測定コイルが、リング状のシールドによって少なくともほぼ管状に包囲されていることによって、電磁ノイズに対する非常に効果的なシールドが達成され得る。さらに、リング状のシールドは、長方形に周回するように構成されていることが有益であることが実証されている。これは、コアが長方形に周回するコアとして構成されている場合にも成立する。特に、リング状のシールドは、コアの周方向が延在する分離面内で分割されている。リング状のシールドが、分離面内で分割されているので、周方向に周設されていて且つシェル形の第１保護要素及び第２保護要素がそれぞれ、当該リング状のシールドによって形成される。分離面内では、第１保護要素と第２保護要素とが、特に取り外し可能に互いに結合されている。しかし、第１保護要素と第２保護要素とが分離面内で互いに取り外し不可能に、例えば互いにはんだ付けされていることも可能である。シェル形の２つの保護要素を有するリング状のシールドには、シェル形の２つの保護要素のそれぞれの保護要素が、対向する両側からコア及び測定コイルを介して押し付けられ得るという利点がある。その結果、シェル形の両保護要素は、電気接触及び／又は機械接触できるようにこの分離面内で接触する。

測定装置の好適な別の構成は、リング状のシールド及び／又はシェル形の保護要素のそれぞれの外輪郭が長方形であり、及び／又はリング状のシールド及び／又は各シェル形の保護要素によって形成された内輪郭が長方形であることを特徴とする。上記のように、リング状のシールドが、コア及び測定コイルを管状に包囲することが有益に提唱されている。実際には、コアが長方形に周回するように構成されていることが有益であることが実証されている。当該長方形に周回する輪郭に従うためには、リング状のシールドの外輪郭と、特にシェル形の両保護要素のそれぞれの外輪郭とが長方形であることが有益であることが実証されている。測定装置の長方形に周回するコアにより、対向する両側に向かって開口している内部空間が形成される。この内部空間では、同様に周方向に周回するシェル形の両保護要素が係合する。したがって、リング状のシールドの内輪郭及び／又はシェル形の両保護要素のそれぞれの内輪郭は長方形であることが有益であることが実証されている。この場合、対向する２つの側の間で開口している内部空間の貫通領域は非常に大きい。

測定装置の好適な別の構成は、第１保護要素と第２保護要素とが互いに電気接続されているか又は共通の１つの保護要素として一体的に構成されていることを特徴とする。第１保護要素と第２保護要素とが互いに電気接続されている場合、この第１保護要素とこの第２保護要素とは、コア及び測定コイルを電磁ノイズに対して保護するファラデーケージを形成できる。第１保護要素と第２保護要素とが、一体的に構成されているか、又は両保護要素が互いに電気接触するように互いに取り外し可能に接続されている場合、第１保護要素と第２保護要素とが共通の１つの保護要素を形成することが可能である。コア及び測定コイルが、当該共通の保護要素から形成された内部空間内に配置されているように、当該共通の保護要素は、円環状にコアの周方向に延在してもよい。共通の保護要素により形成された内部空間は、必ずしも閉鎖される必要はない。したがって、例えば、共通の保護要素が、共通の１つの格子又は２つの格子から形成されているように、第１保護要素と第２保護要素とがそれぞれ１つの格子から形成されていることが可能である。

測定装置の好適な別の構成は、第１シールドが基準端子に電気接続されていることを特徴とする。すなわち、基準端子は、第１保護要素及び／又は第２保護要素に電気接続され得る。この構成は、特に基準端子が接地電位に結合されているときに有益である。

測定装置の好適な別の構成は、既定の電気容量がコア及び／又は測定コイルと第１シールドとの間に形成されているように、このコア及び／又はこの測定コイルとこの第１シールドの少なくとも１つの保護要素との間に保護間隔が既定されていることを特徴とする。電気容量は、電流変換器の測定装置と差動増幅器との間の伝達関数に影響を及ぼす。すなわち、電気容量は、例えば、当該伝達関数の低域通過特性の遮断周波数を決定し得るか又は当該遮断周波数に影響を及ぼし得る。保護間隔を予め選択することによって、電気容量が調整可能であり及び／又は予め決定されている。さらにこれによって、当該伝達関数に対する遮断周波数が決定され得る。したがって、当該遮断周波数を適切に選択することによって、高周波のノイズ又は高周波のノイズ信号を減衰させることが可能である一方で、低周波の有効信号が、測定装置から差動増幅器に伝達される。したがって、一次電流導体の一次電流を電流変換器によって、高周波のノイズ信号に対してロバストに検出することが、測定装置を用いることで可能である。

測定装置の好適な別の構成は、電流が、コアにより形成された内部空間を貫通するように案内された一次電流導体に給電されるように、この測定装置は、付加的に給電装置として操作可能であることを特徴とする。

この場合に給電装置として機能する電流変換器の測定装置によって電流を一次電流導体に給電するために、一次電流導体が、この測定装置を貫通案内され、電流が、コアに巻き付けられた電流導体に入力結合される。当該電流導体に通電する電流は、電磁誘導によって測定装置を貫通する一次電流導体に電流を誘導する。したがって、１つで同じ測定装置によって、一次電流導体に流れる電流を測定すること、及び電流を一次電流導体に給電することが可能である。

本発明の第２の観点によれば、上記の課題は、請求項２１に記載の特徴を有する電流変換器によって解決される。すなわち、測定装置と差動増幅器とを有する電流変換器が設けられている。この測定装置は、本発明の第１の観点及び／又は付随する好適な構成にしたがって構成されている。この電流変換器は、差動増幅器の第１入力端子がシールドされた第１接続導線によって、この測定装置の電流導体の第１導体端部に電気接続されていることを特徴とする。さらに、差動増幅器の第２入力端子が、シールドされた第２接続導線によって測定装置の電流導体の第２導体端部に電気接続されている。特に、基準端子が、既定の基準電位に結合されているか又は結合可能である。

電流変換器の測定装置に関しては、本発明の第１の観点及び／又は付随する複数の好適な構成による測定装置に関して上述してあるのと同様に、好適な構成、好適な特徴、効果及び／又は利点を参照されたい。

特に、差動増幅器は、この差動増幅器の複数の入力端子における信号に依存して測定信号をこの差動増幅器の出力部に出力するように構成されている。特に、この差動増幅器は、当該測定信号が、測定装置のコアにより形成された内部空間を貫通する一次電流導体に通電する一次電流を表すように、測定信号を出力する。したがって、差動増幅器の測定信号は、電流変換器の出力信号を生成し得る。電流変換器は、差動増幅器の出力部に接続されている出力端子を有し得る。その結果、測定信号が、この出力端子に提供され得る。

第１接続導線及び第２接続導線がそれぞれシールドされている。これにより、外側から接続導線に作用する電磁ノイズが、測定信号にノイズ混入することが効果的に回避され得る。

基準端子を既定の基準電位に結合することには、測定装置が、第１入力端子と第２入力端子とにおける差分信号を生成するという利点がある。このことは、測定信号を差動増幅器の出力部に出力するために、この差動増幅器によって非常に有益に使用され得る。

測定装置の好適な別の構成は、基準端子が接地電位に結合されていることを特徴とする。しかし、基本的には、この基準端子が、接地電位とは違う別の既定の電位に結合されていることも可能である。

測定装置の好適な別の構成は、２つの接続導線のそれぞれが、それぞれ接地電位に結合されている付随する導線シールドを有し、基準端子は当該導線シールドから分離されており、接地電位を介しないで直接的に延在する電気接続部が、基準端子から導線シールドのうちの少なくとも１つまでに形成されていないことを特徴とする。２つの接続導線のそれぞれは、それぞれ導線シールドを形成する被覆シールドを有する同軸ケーブルから構成され得る。

測定装置の好適な別の構成は、差動増幅器が接地電位に結合されている第２シールドを有し、当該第２シールドは導線シールドから分離されており、接地電位を介しないで直接的に延在する電気接続部が、第２シールドから導線シールドのうちの少なくとも１つの導線シールドまでに形成されていないことを特徴とする。

本発明の他の特徴、利点及び使用可能性は、以下の実施の形態に記載されていて、図に示されている。この場合、説明されている全ての特徴及び／又は図示されている特徴は、個々の請求項又は当該請求項を引用する請求項に記載の特徴の構成から独立して、個別に、及び任意に組み合わせた形態で本発明の対象を構成する。さらに、図では、同じ符号は、同じ又は同様な対象を示す。

測定装置の好適な構成の概略断面図である。 測定装置の好適な構成の概略ブロック図である。 測定装置のコアの好適な構成の概略断面図である。 コアの区間の好適な第１構成の概略図である。 コアの区間の好適な第２構成の概略図である。 測定装置の好適な第２構成の概略断面図である。 電流変換器の好適な構成の概略図である。 電流変換器の好適な構成の概略図である。 電流変換器の好適な構成の概略図である。 測定装置の好適な第３構成の概略断面図である。 測定装置の好適な第４構成の概略断面図である。 測定装置の第１シールドの好適な構成を示す。 測定装置の第１シールドの好適な構成を示す。

図１には、測定装置２の好適な第１構成が概略的に示されている。測定装置２は、例えば図７の好適な構成で示されている電流変換器４用の測定装置２として使用される。

測定装置２は、周設されているコア６、測定コイル８及び基準端子１０を有する。測定コイル８は、コア６に巻き付けられた電流導体１２によって形成されている。電流導体１２は、第１導体端部１４から第２導体端部１６まで連続して延在する。基準端子１０は、第１導体端部１４と第２導体端部１６との間の中央で電流導体１２に導電接続されている。

コア６は、少なくとも８０％、少なくとも９０％又は少なくとも９５％の磁性材料、例えばＭｇＺｎフェライトのような特に強磁性材料である。さらに、図１から分かるように、コア６は、周設されている長方形のコア６として構成されていることが有益である。したがって、コア６は、内側にある内部空間５４を有する。内部空間５４は、紙面に対して直角を成す軸線方向に、対向し合う両面に向かって開放するよう構成されている。コア６の半径方向Ｒは、当該軸線方向に対して直角を成している。コア６の半径方向平面が、当該軸線方向と半径方向Ｒとによって形成される。この半径方向平面に関しては、所定の記載個所を参照のこと。

電流導体１２は、コア６に巻き付けられていて、第１導体端部１４から第２導体端部１６まで延在する。コア６に電流導体１２を巻き付けることによって、複数の巻きターンが形成される。したがって、電流導体１２は、測定装置２の測定コイル８を形成する。特に、測定コイル８の複数の巻きターンは、コア６の周方向Ｕに分散して配置されており、特に、半径方向平面の両側に測定コイル８の同数の巻きターンが配置されているように分散して配置されている。特に好ましくは、測定コイル８の複数の巻きターンが、コア６の周方向Ｕに均一に分散して配置されている。好ましくは、測定コイル８が、コア６の半径方向平面に対して対称に配置されていることが提唱されている。測定コイル８が、コア６の当該半径方向平面に対して対称に分散して配置されているように、測定コイル８の一部が、当該半径方向平面の一方側に配置され得て、測定コイル８の別の一部が、当該半径方向平面の他方側に配置され得る。

図１から概略的に分かるように、測定コイル８は、電流導体１２によって直列に電気接続されている複数の巻線区間６２から形成され得る。これらの巻線区間６２のそれぞれが、電流導体１２によって形成されている複数の巻きターンを有する。したがって、電流導体１２は、例えば第１導体端部１４から第１巻線区間６４まで延在し、この第１巻線区間６４では、電流導体１２が複数の巻きターンでコア６に巻き付けられる。第１巻線区間６４から電流導体１２は、第２巻線区間６６まで延在し、この第２巻線区間６６では、電流導体１２が複数の巻きターンでコア６に巻き付けられている。このようにして、複数の巻線区間６２を、コア６の周方向Ｕに分散して配置することができる。測定コイル８が、コア６の半径方向平面に対して対称に分散して配置されているように、巻線区間６２を分散して構成することができる。

基準端子１０は、第１導体端部１４と第２導体端部１６との間の中央で電流導体１２に電気接続されている。したがって、基準端子１０は、電流導体１２上に直接に配置され得る。しかしながら、基準端子１０が、最大で１０ｃｍ、最大で２０ｃｍ、最大で３０ｃｍ又は最大で４０ｃｍ、第１導体端部１４と第２導体端部１６との間の中央から離れて配置されていることも可能である。それにもかかわらず、この配置は、基準端子が第１導体端部１４と第２導体端部１６との間の中央で電流導体１２に電気接続されていると解される。両導体端部１４，１６間の中央は、基準端子１０から第１導体端部１４までの電流導体１２の部分長５６と、基準端子１０から第２導体端部１６までの電流導体１２の第２部分長５８とが同じ長さであるか、又はこれらの部分長が最大で１０％又は最大で５％の偏差を有することを意味する。

コア６に巻き付けられた電流導体１２は、二次電流導体１２とも呼ばれ得る。例えば、（図示されていない）別の一次電流導体が、内部空間５４を通るように軸線方向に案内され、一次電流が、当該一次電流導体に通電すると、当該一次電流は、電磁誘導によって電流を二次電流導体１２に誘導させる。この場合、この電流は、二次電流とも呼ばれる。

両導体端部１４，１６間の中央で電流導体１２に電気接続されている基準端子１０には、既定の電位を、基準端子１０と電流導体１２との間の接続点に発生させ得るという利点がある。すなわち、基準端子１０は、例えば接地電位４６に接続及び／又は結合され得る。その結果、基準端子１０に接続されている電流導体１２の接続点は、必ず既定の電位、ここでは接地電位４６を有する。したがって、電流導体１２に誘導された電流は、両導体端部１４、１６におけるいわゆる差分電流信号を引き起こす。当該差分電流信号は、対称電流信号又は逆相電流信号（Ｇｅｇｅｎｔａｋｔ－Ｓｔｒｏｍｓｉｇｎａｌ）とも呼ばれる。当該差分電流信号は、電流変換器４のための有効信号として使用される。

しかしながら、外側から測定装置２に作用する電磁ノイズは、特に基準端子１０が既定の電位に結合されていることに起因して、同相ノイズ信号（Ｇｌｅｉｃｈｔａｋｔ－Ｓｔｏｅｒｓｉｇｎａｌｅ）だけを導体端部１４，１６に引き起こす。

図７に例示的に且つ概略的に示されているように、測定装置２が、電流変換器４のために使用される場合、有効信号としての逆相電流信号と、同相ノイズ信号とが、差動増幅器３６に到達し、この差動増幅器３６は、入力端子３８，４２での電圧差に基づいて出力信号を差動増幅器３６の出力端子６０に出力する。同相ノイズ信号は、この出力信号に影響しないか又はほとんど影響しない。したがって、当該出力信号は、実質的に当該有効信号によって特徴付けられる。当該有効信号は、一次電流導体１２に通電する一次電流に依存する。したがって、測定装置２は、この測定装置２が外側の電磁ノイズに対して可能な限りロバストに一次電流を検出することができるという利点を提供する。

基準端子１０と第１導体端部１４との間の電流導体１２の第１インピーダンスと、基準端子１０と第２導体端部１６との間の電流導体１２の第２インピーダンスとが同じか、又は５％若しくは１０％の最大偏差を有するように、電流導体１２の中央に電気接続されている基準端子が、この電流導体に電気接続されていることが有益であることが実証されている。特に好ましくは、当該偏差は、最大で５％である。さらに、当該偏差が最大で２％であることが有益であり得る。第１インピーダンスと第２インピーダンスとの間の偏差が小さいほど、差分有効信号が、導体端部１４，１６においてより正確に生成される。

図２には、測定装置２の好適な第１の構成の概略ブロック図が示されている。このブロック図から分かるように、測定コイル８が、２つの部分によって象徴的に示されている。この場合、それぞれ１つの部分が、基準端子１０と２つの導体端部１４，１６との間のそれぞれの部分長に配置されている。

測定装置２を外側から作用する電磁ノイズに対してより良好に保護するため、測定装置２が、第１シールド３０を有することが有益に提唱されている。第１シールド３０は、第１シールド装置３０とも呼ばれ得て、及び／又は第１シールド装置３０として構成され得る。第１シールド３０は、特に第１保護要素３２を有する。第１保護要素３２は、第１保護板３２として又は第１保護格子３２として構成され得る。第１保護要素３２は、導電性材料から形成されている。さらに、第１保護要素３２は、コア６及び測定コイル８に対して外側に配置されていることが有益に提唱されている。すなわち、第１保護要素３２は、例えばコア６の周方向Ｕに完全に周回して、コア６及び測定コイル８に対して外側に配置され得る。第１保護要素３２は、コア６及び／又は測定コイル８に直接に接触していない。むしろ、少なくとも１つの第１最小間隔Ｍが、第１保護要素３２の内面と測定コイル８及び／又はコア６上にある少なくとも十分に離間した地点との間に存在することが有益に提唱されている。第１最小間隔Ｍは、例えば少なくとも２ｍｍ、少なくとも５ｍｍ又は少なくとも１０ｍｍであり得る。第１保護要素３２は、外側から作用する電磁ノイズに対して保護するためのファラデーケージの少なくとも一部であり得る。

代わりに又はさらに、第１シールド３０は、第２保護要素３４を有してもよい。この第２保護要素３４は、第２保護板３４として又は第２保護格子３４として構成され得る。第２保護要素３４は、導電性材料から形成されている。さらに、第２保護要素３４は、内部空間５４内に配置されていることが有益に提唱されている。第２保護要素３４は、コア６の円周方向Ｕに完全に周回するように構成され得る。第２保護要素３４は、コア６及び／又は測定コイル８に直接に接触していない。むしろ、少なくとも１つの第２最小間隔Ｋが、第２保護要素３４の内面と測定コイル８及び／又はコア６上にある少なくとも十分に離間した地点との間に存在することが有益に提唱されている。第２最小間隔Ｋは、例えば少なくとも２ｍｍ、少なくとも５ｍｍ又は少なくとも１０ｍｍであり得る。第２保護要素３４は、外側から作用する電磁ノイズに対して保護するためのファラデーケージの少なくとも一部又は上記のファラデーケージの少なくとも一部であり得る。

特に、第１保護要素３２と第２保護要素３４とは互いに電気接続されている。両保護要素３２，４３は、互いに直接に接触してもよい。しかし、第１保護要素３２と第２保護要素３４とが、共通の及び／又は一体的な保護要素として構成されていることも可能である。したがって、この保護要素は、２つの保護要素３２，３４を形成できる。

測定装置２の好適な第２の構成が、図６に概略的に示されている。測定装置２のこの構成は、シールド３０の構成においてだけ、上記の測定装置２と相違する。全ての他の好適な特性、特徴、利点及び／又は効果は、上記の説明を参照のこと。

図６に示されたシールド３０の好適な構成は、共通の保護要素から形成されている。この共通の保護要素は、第１保護要素３２と第２保護要素３４とを形成する。当該共通の保護要素は、１つの部材から構成され得る。さらに、第１保護要素３２が、コア６の周方向Ｕに完全に周回して構成されているのではなくて、周方向Ｕに延在する第１凹部７０を有することが有益に提唱されている。同様に、第２保護要素３４は、コア６の周方向Ｕに完全に周回して構成されているのではなくて、周方向Ｕに延在する第２凹部７２を有する。第１凹部７０及び第２凹部７２の領域内では、第１保護要素３２及び第２保護要素３４が互いに電気接続及び／又は機械接続されている。

測定装置２から差動増幅器３６までの有効信号の伝達挙動に正の影響を及ぼすために、特に、有効信号の周波数スペクトルだけが測定装置２から差動増幅器３６に伝達され、ノイズ信号の周波数スペクトルは差動増幅器３６に伝達されないように、コア６及び／又は測定コイル８と第１シールド３０との間の電気容量が、既定の値を有することが有益に提唱されている。すなわち、電気容量は好適には予め定められている。これを達成するために、コア６及び／又は測定コイル８とシールド３０の少なくとも１つの保護要素３２，３４との間の平均保護間隔Ｂが、既定の電気容量が得られるように構成されている。この場合、有効信号は、測定装置２から差動増幅器３６に伝達されるが、外側から測定装置２に作用するノイズ信号は、そのほとんどが強く減衰され、したがっても非常に小さい信号レベルで差動増幅器３６に到達するように、電気容量が、平均保護間隔Ｂを構成することによって選択される。

図３には、測定装置２のコア６の好適な構成が概略的に示されている。コア６が、４つの辺部７４、すなわち水平方向にそれぞれ延在する２つの辺部７４と垂直方向にそれぞれ延在する２つの辺部７４とによって形成され得ることが、図３から分かる。それぞれの辺部７４は、コア６の辺要素７４とも呼ばれ得て及び／又は構成され得る。コア６が、周方向に連続して、これらの辺部７４から完全に形成されているように、コア６のこれらの辺部７４は互いに接触し得る。

さらに、コア６が、互いに対向して、特に平行に配置されていて且つプレート２０とプレート２０との間をそれぞれ１つのギャップ２２によって離間されている複数の磁性プレート、特に複数の強磁性プレートを有する少なくとも１つの区間１８を備えることが有益であることが実証されている。コア６の区間の好適なこの構成は、図５に概略的に示されている。特に、区間１８のこれらのプレート２０は、互いに直接に接触していない。区間１８の対向配置された複数のプレートのそれぞれの対（プレート対）が、付随するギャップ２２によって分離されている。したがって、ギャップ２２によって離間された、区間１８のそれぞれのプレート対のプレート２０が、少なくとも０．００１ｍｍ～最大で２．５ｍｍ、特に０．００５ｍｍ～１ｍｍのプレート間隔Ｄで非接触式に互いに離間配置されている。特に、プレート間隔Ｄは、プレート対のプレート２０同士間の最小間隔である。したがって、１つの区間１８が複数の磁性プレート２０、特に複数の強磁性プレート２０である場合、複数のギャップ２２が、この区間１８内に存在する。コア６の飽和が、これらのプレート２０とこれらのギャップ２２とによって効果的に回避され得る。それぞれの区間１８は、少なくとも５個のプレート、少なくとも１０個のプレート又は少なくとも２０個のプレートを有する。好ましくは、それぞれの区間１８が、最大で５００個、最大で２００個又は最大で１００個のプレートを有することが提唱されている。

好適な構成では、それぞれの辺部７４が、複数の磁性プレート２０、特に複数の強磁性プレート２０を有する少なくとも１つの区間１８を備えることが提唱され得る。しかし、ただ１つの区間１８が、それぞれの辺部７４の全長にわたって延在することも可能である。この場合、コア６が、それぞれ複数の磁性プレート２０、特に複数の強磁性プレート２０を有する４つの区間１８から形成されていることが提唱され得る。

コア６の好適な別の構成の少なくとも一部が、図４に概略的に示されている。この構成によれば、コア６は、複数の区間２４を有する。さらに、それぞれの区間２４が、複数の磁性プレート２６、特に複数の強磁性プレート２０を有する。この場合、それぞれの区間２４のプレート２６が、互いに対向して、特に互いに平行に且つプレート２６ごとに直接接触して配置されている。コア６のこれらの区間２４は、連続して配置されており、区間２４ごとに１つのギャップ２８によって互いに離間されている。したがって、それぞれのギャップ２８は、１つの区間２４の終部に配置されたプレート２６を、後続する区間２４の対向するプレート２６から分離する。それぞれの区間２４内では、複数のプレート２６間にギャップが存在しない。むしろ、複数のプレート２６が、それぞれの区間２４内でギャップなしに、直接接触して順次に配置されている。それぞれの区間２４は、例えば、２個～５０個のプレート、特に５個～３０個のプレート、特に５個～１５個のプレートを含み得る。コア６の飽和が、これらの区間２４と対応するこれらのギャップ２８とによって効果的に回避され得る。

最後に言及した構成では、図３に示されたそれぞれの辺部７４が、複数の区間２４から形成されていることが可能である。この場合、これらの区間２４は、区間２４ごとにそれぞれ１つのギャップ２８によって分離されている。

図７には、電流変換器４の好適な第１の構成が概略的に示されている。電流変換器４は、測定装置２及び差動増幅器３６を有する。差動増幅器３６の第１入力端子３８が、シールドされた第１接続導線４０によって測定装置２の電流導体１２の第１導体端部１４に電気接続されている。差動増幅器３６の第２入力端子４２が、シールドされた第２接続導線４４によって測定装置２の電流導体１２の第２導体端部１６に電気接続されている。測定装置２の基準端子１０が、既定の基準電位に結合されている。当該基準電位は、特に接地電位４６である。

測定装置２の導体端部１４，１６に発生する差分有効信号が、測定装置２の内部空間５４を通るように案内されている（図示されていない）一次電流導体の一次電流によって生成される。当該差分有効信号は、２つの接続導線４０，４４によって差動増幅器３６の２つの入力端子３８，４２に伝達される。差動増幅器３６は、両入力端子３８，４２における電圧差に基づいて差動増幅器３６の出力端子に出力信号を出力するように構成されている。したがって、出力信号は、有効信号を介して一次電流に依存する。特に、当該出力信号は、当該一次電流を表す。

測定装置２に対する外部の電磁ノイズ信号の影響を回避するため、上記の複数の対策を既に説明した。これらの対策は、電流変換器４の測定装置２に対しても同様に有効である。さらに言及すべきは、外部の電磁ノイズ信号に対して保護されるように、両接続導線４０，４４がシールドされている点である。図７に単に例示されているように、接続導線４０，４４は、共通の導線シールド７６によってシールドされ得る。共通の導線シールド７６は、両接続導線４０，４４に対して電気絶縁されて離間配置されている。共通の導線シールド７６は、巻付金属テープ及び／又は編組み金属テープから形成され得る。

さらに、差動増幅器３６が、付随するシールド５２を有することが有益に提唱されている。このシールド５２は、第２シールド５２と呼ばれる。第２シールド５２は、例えば格子ハウジングから形成され得る。特に、第２シールド５２は、差動増幅器３６を外部の電磁ノイズ信号に対して保護するように配置されていて及び／又は構成されている。

図７で単に例示されているように、第２シールド５２と共通の導線シールド７６とが互いに電気接続されていることが提唱され得る。さらに、第２シールド５２及び／又は共通の導線シールド７６が、接地電位４６に結合されるように、別の電気接続部が、接地電位４６から第２シールド５２及び／又は共通の導線シールド７６まで敷設されていることが提唱され得る。

図８には、電流変換器４の好適な別の構成が概略的に示されている。電流変換器４は、実質的に上記の電流変換器４に一致する。したがって、同様に、対応する説明を参照のこと。しかしながら、図８に示された電流変換器４は、共通の導線シールド７６が測定装置２の第１シールド３０にさらに接続されている点で異なる。特に、共通の導線シールド７６と第１シールド３０の第１保護要素３２とが電気接続されていることが提唱されている。

図９には、電流変換器４の好適な別の構成が示されている。電流変換器４は、実質的に上記の電流変換器４に一致する。したがって、同様に、対応する説明を参照のこと。しかしながら、図９に示された電流変換器４は、図６に示された測定装置２を有し、図１による測定装置２を有しない点で異なる。さらに、図９に示された電流変換器４は、両接続導線４０，４４のそれぞれが個別に分離された導線シールド４８，５０を有する点で異なる。図９に示されているように、両導線シールド４８，５０は、特に別々に接地電位４６に結合されている。さらに、接地電位４６を介しないで延在する直接的な電気接続部が、基準端子１０から導線シールド４８，５０のうちの少なくとも１つの導線シールドまで形成されないように、基準端子１０が、導線シールド４８，５０から分離されていることが有益に提唱されている。両接続導線４０，４４のそれぞれは、それぞれの導線シールド４８，５０を形成する付随の被覆シールド４８，５０と一緒に同軸ケーブルの形態に構成され得る。両シールド４８，５０のそれぞれは、巻付金属テープ及び／又は編組み金属テープから形成され得る。

さらに、差動増幅器３６の第２シールド５２が、接地電位４６に別個に結合されていることが有益に提唱されている。この場合、接地電位４６を介しないで延在する直接的な電気接続部が、第２シールド５２から導線シールド４８，５０のうちの少なくとも１つの導線シールドまで形成されないように、第２シールド５２が、両導線シールド４８，５０から分離されている。

測定装置２の好適な第３の構成が、図１０に概略的に示されている。測定装置２のこの構成は、複数の部材から構成されているコア６と複数の部材から構成されている測定コイル８と複数の部材から構成されている第１シールド３０とにおいて測定装置２の好適な第１の構成（図１）と異なる。全ての他の好適な特性、特徴、利点及び／又は効果は、測定装置２の好適な第１の構成に関する説明を参照のこと。

図１０から分かるように、コア６は、２つの部材から形成されている。コア６の第１部材７８は、このコア６の横断面が特にＣ字状の部材７８として構成されている。コア６の第２部材８０は、このコア６の横断面が特にＩ字状の部材８０として構成されている。コア６のＩ字状の部材８０は、このコアのＣ字状の部材７８の脚状の端部に設置され得る。その結果、コア６のＣ字状の部材７８の対応する脚状の端部が、コア６のＩ状の部材８０によって結合される。この場合、コア６のＩ字状の部材８０とＣ字状の部材７８とが、直接に機械接触及び／又は電気接触できる。さらに、コア６の横断面が長方形に周回するように、Ｉ字状の部材８０が、Ｃ字状の部材７８に対向して配置され得る。

コア６を複数の部材、特に２つの部材から構成することには、このコア６が、一次電流導体の周囲に特に簡単に配置され得るという利点がある。その結果、コア６は、一次電流導体をリング状に包囲する。換言すると、この場合、一次電流導体は、コア６によって形成された内部空間５４を貫通する。

さらに、図１０からは、測定コイル８の好適な構成を、複数の部材から構成されている測定コイル８として理解することができる。測定コイル８は、基本的にコアに巻き付けられた電流導体１２によって形成されている。電流導体１２は、第１導体端部１４から第２導体端部１６まで延在する。図１０に示された実施の形態では、電流導体１２は、第１接続点８２と第２接続点８４とで解離可能に中断されている。しかしながら、両接続点８２，８４にある中断部分は、図１０においてより良好に図示するためだけに選択されていて、及び／又は組み立て用に使用され得る。

測定装置２の実際の使用では、電流導体１２は、第１導体端部１４から第２導体端部１６まで連続して延在する。測定コイル８の第１巻線区間８６は、電流導体１２の第１導体端部１４から第１接続端部９２まで延在する。測定コイル８の第２巻線区間８８は、電流導体１２の第２接続端部９４から第３接続端部９６まで延在する。測定コイル８の第３巻線区間９０は、電流導体１２の第４接続端部９８から第２導体端部１６まで延在する。

第１接続端部９２が、第２接続端部９４に接続されることによって、電流導体１２が、第１接続点８２で連続して接続され得る。この場合、接続は、取り外し不可能な接続でもよく又は取り外し可能な接続でもよい。同じことが、第２接続点８４に対して成立する。第３接続端部９６が、第４接続端部９８に接続されることによって、電流導体１２が、第２接続点８４で連続して接続され得る。この場合、当該接続は、取り外し不可能な接続でもよく又は取り外し可能な接続でもよい。

さらに、図１０からは、第１シールド３０が、複数の部材のシールドとして構成されていることが分かる。シールド３０は、第１保護要素３２及び第２保護要素３４を有してもよく、及び／又はこれらの保護要素から形成されてもよい。第１保護要素３２は、コア６のＣ字状の部材７８と、測定コイル８の第１巻線区間８６及び第２巻線区間８８とを管状に包囲し得る。その結果、第１保護要素３２の横断面が、同様にＣ字状に構成され得る。第２保護要素３４は、コア６のＩ字状の部材８０を完全に包囲し得る。したがって、第２保護要素３４の横断面が、同様にＩ字状に構成され得る。

特に、基準端子１０が、第２接続端部９４と第３接続端部９６との間の中央で電流導体１２に導電接続されている。コア６のＩ字状の部材８０が、コア６のＣ字状の部材７８に配置され、このときに接続端部９２，９４ないし９６，９８から成る前記の対も互いに接続される結果として、基準端子１０が、第１導体端部１４と第２導体端部１６との間の中央で電流導体１２に導電接続されている。

測定装置２の好適な第４の構成が図１１に概略的に示されている。測定装置２のこの第４の構成は、図１０に示されているような測定装置２の好適な第３の構成とは、コア６のＩ字状の部材８０が巻線区間、特に第２巻線区間８８を支持しない点で異なる。全ての他の好適な特性、特徴、利点及び／又は効果は、測定装置２の好適な第１の構成及び第３の構成に関する説明を参照のこと。

図１１から分かるように、測定装置２の好適な第４の構成における第１接続端部９２は、別の接続端部と取り外し可能に接続するために使用されるのではなくて、第１接続端部９２は、第１保護要素３２に導電接続されている。同じことが、同様に第１保護要素３２に導電接続されている第４接続端部９８に対して成立する。第１保護要素３２は、導電性に構成されている。したがって、第１接続端部９２と第４接続端部９８とが、第１保護要素３２を介して導電接続される。したがって、第１保護要素３２によって形成された両接続端部９２，９８間の接続部分は同時に、第１導体端部１４から第２導体端部１６まで延在する電流導体１２の一部を形成する。したがって、基準端子１０が、第１接続端部９２と第４接続端部９８との間の中央で第１保護要素３２に導電接続されていることが有益であることが実証されている。これにより、基準端子１０が、第１導体端部１４と第２導体端部１６との間の中央で、第１保護要素３２の二重機能によって特にここでは区間ごとに形成された電流導体１２に導電接続されていることが保証される。

測定装置２の好適な第５の構成が、図１２に概略的に示されている。測定装置２の好適な第５の構成は、図１０及び１１に示されているような好適な第３の構成及び第４の構成とは、測定コイル８の構成の点で異なる。全ての他の好適な特性、特徴、利点及び／又は効果は、測定装置２の好適な第３の構成及び第４の構成に関する説明を参照のこと。

測定装置２の好適な第５の構成では、測定コイル８は、コア６に巻き付けられた連続する電流導体１２から構成され、この電流導体１２は、第１導体端部１４から第２導体端部１６まで連続して延在する。取り外し可能な接続点が、電流導体１２には設けられていない。これにより、測定コイル８が、非常に簡単に、同時に精度が悪くても製造可能である。測定コイル８は、コア６のＣ字状の部材７８に配置されているだけである。基準端子１０が、第１導体端部１４と第２導体端部１６との間の中央で電流導体１２に導電接続されている。さらに、基準端子１０は、特に第１保護要素３２に電気接続されている。さらに、第１基準端子１０が、接地電位４６に結合されていることが有益であることが実証されている。

図１３には、測定装置２のための第１シールド３０の好適な別の構成が概略的に示されている。第１シールド３０は、コア６の周方向Ｕに周設されているリング状のシールド３０として構成されている。このシールド３０は、コア６及び測定コイル８を少なくともほぼ管状に包囲する。第１シールド３０のこの構成は、リング状のシールド３０とも呼ばれる。リング状のシールド３０は、コアの周方向Ｕにそれぞれ周設されているシェル形の２つの保護要素３２，３４から構成されている。これらのシェル形の両保護要素３２，３４は、第１シールド３０の第１保護要素３２及び第２保護要素３４を形成する。

図１４には、図１３による第１シールド３０の断面が示されている。図１３，１４の概要から分かるように、第１保護要素３２及び第２保護要素３４は、ミラー対称に及び／又はシェル形に、特にリング状のシェル形に構成されている。両保護要素３２，３４のそれぞれが、コア６の周方向Ｕに長方形に周回している。リング状のシールド３０の外輪郭１００と、シェル形の両保護要素３２，３４のそれぞれの外輪郭１００とは、少なくとも横断面がそれぞれ長方形である。リング状のシールド３０から形成された内輪郭１０２も、同様に少なくとも横断面が長方形である。シェル形の両保護要素３２，３４のそれぞれが、内輪郭１０２の一部を構成する。その結果、両保護要素３２，３４のそれぞれから形成された内輪郭も、少なくとも横断面が長方形である。図１３及び１４に示された第１シールド３０の構成には、シェル形の両保護要素３２，３４を、コア６及び測定コイル８を介在させて前側又は後側から押し付けることができるという利点がある。その結果、（図示されていない）コア６及び測定コイル８が配置されている閉鎖された保護空間１０４が、第１シールド３０によって形成される。これにより、電磁ノイズに対する効果的な保護が保証され得る。

さらに、「有する」は、他の構成要素又は部材を排除せず、「１つ」は、複数を排除しない点を指摘する。さらに、上記の複数の実施の形態のうちの１つの実施の形態を引用して記載されている特徴が、上記の他の実施の形態の他の特徴と組み合わせて使用されてもよい点を指摘する。特許請求の範囲における符号は、限定するものとみなしてはならない。

Ｂ 保護間隔
Ｄ プレート間隔
Ｋ 第２最小間隔
Ｍ 最小間隔
Ｒ 半径方向
Ｕ 周方向
２ 測定装置
４ 電流変換器
６ コア
８ 測定コイル
１０ 基準端子
１２ 電流導体
１４ 第１導体端部
１６ 第２導体端部
１８ 区間
２０ プレート
２２ ギャップ
２４ 区間
２６ プレート
２８ ギャップ
３０ 第１シールド
３２ 第１保護要素
３４ 第２保護要素
３６ 差動増幅器
３８ 第１入力端子
４０ 第１接続導線
４２ 第２入力端子
４４ 第２接続導線
４６ 接地電位
４８ 第１導線シールド
５０ 第２導線シールド
５２ 第２シールド
５４ 内部空間
５６ 第１部分長
５８ 第２部分長
６０ 出力端子
６２ 巻線区間
６４ 第１巻線区間
６６ 第２巻線区間
６８ 共通保護要素
７０ 第１凹部
７２ 第２凹部
７４ 縁部
７６ 共通導線シールド
７８ コアの第１部材
８０ コアの第２部材
８２ 第１接続点
８４ 第２接続点
８６ 第１巻線区間
８８ 第２巻線区間
９０ 第３巻線区間
９２ 第１接続端部
９４ 第２接続端部
９６ 第３接続端部
９８ 第４接続端部
１００ 外輪郭
１０２ 内輪郭
１０４ 保護空間

Claims (24)

1. 周設されているコア（６）と、
   測定コイル（８）と、
   基準端子（１０）と、
   を有する、電流変換器（４）用の測定装置（２）であって、
   前記測定コイル（８）は、第１導体端部（１４）から第２導体端部（１６）まで延在する、前記コア（６）に巻き付けられた電流導体（１２）から形成されており、
   前記基準端子（１０）は、前記第１導体端部（１４）と前記第２導体端部（１６）との間の中央で前記電流導体（１２）に導電接続されている測定装置（２）。
2. 前記基準端子（１０）と前記第１導体端部（１４）との間の前記電流導体（１２）の第１インピーダンスと、前記基準端子（１０）と前記第２導体端部（１６）との間の前記電流導体（１２）の第２インピーダンスとが同じか、又は５％の最大偏差を有するように、前記基準端子（１０）が、前記電流導体（１２）に電気接続されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置（２）。
3. 前記基準端子（１０）は、既定の電気基準電位に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置（２）。
4. 前記測定コイル（８）は、前記コア（６）の半径方向平面に対して対称に分散して配置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
5. 前記コア（６）は、磁性材料、特に強磁性材料を有するか又は磁性材料、特に強磁性材料から形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
6. 前記コア（６）は、複数の部材から構成されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
7. 前記測定コイル（８）は、複数の部材から構成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
8. 前記コア（６）は、複数の磁性のプレート（２０）、特に複数の強磁性のプレート（２０）を有する少なくとも１つの区間（１８）を備え、
   前記プレートは、互いに対向して、特に平行に配置されていて且つプレート（２０）ごとに１つのギャップ（２２）によってそれぞれ離間されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
9. 前記コア（６）は、それぞれ複数の磁性のプレート（２６）、特に強磁性のプレート（２６）を有する複数の区間（２４）を備え、
   それぞれの前記区間（２４）の前記複数のプレート（２６）は、互いに対向して、特に互いに平行に且つプレート（２６）ごとに直接的に接触して配置されており、
   前記コア（６）の前記区間（２４）は、相前後して配置されていて、区間（２４）ごとに１つのギャップ（２８）によって離間されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
10. それぞれのギャップ（２２，２８）は、エアギャップとして構成されているか又はスペーサが、それぞれのギャップ（２２，２８）に挿入されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の測定装置（２）。
11. それぞれのスペーサは、非磁性材料から形成されていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
12. １つのギャップ（２２，２８）によって離間されたそれぞれのプレート対の複数のプレート（２０，２６）が、少なくとも０．００１ｍｍ～最大で２．５ｍｍのプレート間隔Ｄで非接触式に互いに離間配置されていることを特徴とする請求項８～１１のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
13. 前記測定装置（２）は、第１保護要素（３２）と好適には第２保護要素（３４）とを有する第１シールド（３０）を備えることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
14. 前記第１保護要素（３２）は、前記コア（６）及び前記測定コイル（８）に対して外側に配置されていて、前記コア（６）の周方向Ｕに少なくともほぼ完全に周設されている導電性の保護要素（３２）として構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の測定装置（２）。
15. 前記第２保護要素（３４）は、前記コア（６）及び前記測定コイル（８）に対して内側に配置されていて、前記コア（６）の周方向Ｕに少なくともほぼ完全に周設されている導電性の保護要素（３４）として構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の測定装置（２）。
16. 前記第１シールド（３０）は、前記コア（６）の周方向Ｕに周設されていて前記コア（６）及び前記測定コイル（８）を少なくともほぼ包囲するリング状のシールドとして構成されており、
    前記リング状のシールド（３０）は、前記コア（６）の周方向Ｕにそれぞれ周設されてて前記第１保護要素（３２）及び前記第２保護要素（３４）を形成する管状の２つの保護要素から構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の測定装置（２）。
17. 前記リング状のシールド（３０）及び／又はシェル形のそれぞれの保護要素の外輪郭（１００）が、長方形であり、及び／又は
    前記リング状のシールド（３０）及び／又はシェル形のそれぞれの保護要素によって形成された内輪郭（１０２）が、長方形であることを特徴とする請求項１６に記載の測定装置（２）。
18. 前記第１保護要素（３２）と前記第２保護要素（３４）とは、互いに電気接続されているか、又は共通の１つの保護要素として一体的に構成されていることを特徴とする請求項１３～１７のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
19. 前記コア（６）及び／又は前記測定コイル（８）と前記第１シールド（３０）の少なくとも１つの前記保護要素（３２，３４）との間の保護間隔Ｂが、前記コア（６）及び／又は測定コイル（８）と前記第１シールド（３０）との間に既定の電気容量が形成されるように、既定されているいることを特徴とする請求項１３～１８のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
20. 前記測定装置（２）は、コア（６）から形成された内部空間（５４）を貫通するように案内された一次電流導体に電流が通電されるように、付加的に給電装置として操作可能である請求項１～１９のいずれか１項に記載の測定装置（２）。
21. 請求項１～２０のいずれか１項に記載の測定装置（２）と差動増幅器（３６）とを有する電流変換器（４）であって、
    前記差動増幅器（３６）の第１入力端子（３８）が、シールドされた第１の接続導線（４０）によって前記測定装置（２）の電流導体（１２）の第１導体端部（１４）に電気接続されており、
    前記差動増幅器（３６）の第２入力端子（４２）が、シールドされた第２の接続導線（４４）によって前記測定装置（２）の電流導体（１２）の第２導体端部（１６）に電気接続されており、
    前記基準端子（１０）が、既定の基準電位に結合されている電流変換器（４）。
22. 前記基準端子（１０）は、接地電位（４６）に結合されていることを特徴とする請求項２１に記載の電流変換器（４）。
23. 前記２つの接続導線（４０，４４）のそれぞれが、それぞれ接地電位に結合されている付随する導線シールド（４８，５０）を有し、
    前記基準端子（１０）は前記導線シールド（４８，５０）から、接地電位（４６）を介しないで延在する直接的な電気接続部が、当該基準端子（１０）から前記導線シールド（４８，５０）のうちの少なくとも１つまでに形成されないように、分離されていることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の電流変換器（４）。
24. 前記差動増幅器（３６）は、接地電位（４６）に結合されている第２シールド（５２）を有し、
    前記第２シールド（５２）は前記導線シールド（４８，５０）から、接地電位（４６）を介しないで延在する直接的な電気接続部が、当該第２シールド（５２）から導線シールド（４８，５０）のうちの少なくとも１つまでに形成されないように、分離されていることを特徴とする請求項２１～２３のいずれか１項に記載の電流変換器（４）。

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