KR20170054236A

KR20170054236A - 전류 결정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170054236A
Application number: KR1020160133468A
Authority: KR
Inventors: 리차드 앤소니 코넬
Original assignee: 존슨 일렉트릭 에스.에이.
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-05-17
Also published as: JP2017102105A; BR102016023949A2; EP3156813A1; US20170108539A1; CN106597054A; GB201518372D0

Abstract

전류 결정 장치는 전류가 흐름 방향으로 흐를 수 있는 2개의 단면 및 상기 흐름 방향에 평행하는 적어도 2개의 평평한 측을 갖는 제 1 도체를 포함한다. 자기 물질로 형성된 제 1 필드-변형 소자는 제 1 도체의 제 1 상기 평평한 측에 위치되거나 이에 인접하게 위치되며, 자기 물질로 형성는 제 2 필드-변형 소자는 제 1 도체의 제 2 상기 평평한 측에 위치되거나 이에 인접하게 위치된다. 적어도 하나의 감지 코일은 또한 제 1 도체와 제 2 및 제 2 필드-변형 소자에 또는 이에 인접하게 제공되며 2개의 평평한 측의 평면들 사이에서 연장하는 코일 축을 갖는다. 평평한 측을 갖는 제 1 도체에서 흐르는 전류에 의해 형성되는 전자기장(F)은 더욱 평행하게, 또는 감지 코일의 코일 축과 실질적으로 평행하게 연장하도록 제 1 및 제 2 필드-변형 소자에 의해 변형되어서, 감지 코일에서의 유도 기전력은 평평한 측을 갖는 제 1 도체에서 흐르는 전류와의 개선된 비례성을 갖는다.

Description

전류 결정 장치 및 방법{Current Determining Device and Methods}

본 발명은 전류 결정 장치, 이러한 장치와 결합하는 정정기 회로 및 상기 장치를 사용하여 전류 결정을 개선하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전류 결정 장치를 사용하여 제 1 도체에서 흐르는 전류에 대해 감지 코일에서의 유도된 전자기장의 비례를 개선하는 방법 그리고 이러한 전류 결정 장치를 사용하여 통전하여 제 1 도체에서 흐르는 전류를 결정할 때 감지 코일 분해능(resolution)을 개선하는 방법에 관한 것이다.

전자기 유도의 전형적인 원리로부터, 전자기장은 전선과 같은 통전하는 도체에 의해 생성되는 것이 이해된다. 또한 이러한 전자기장은 인접한 감지 코일의 측정가능한 전압 신호를 유도할 것임이 또한 알려져 있다. 감지 코일에 의해 출력 가능한 신호는 통전하는 도체에서 흐르는 전류의 크기에 적어도 부분적으로 관련된다.

감지 코일과 통전하는 도체 사이의 관련성을 개선하거나 최적화하여, 감지 코일의 사이즈가 출력된 신호의 요구된 분해능 또는 정확도에 악영향을 미치지 않고 감소되게 허용할 수 있는 것은 유익하다. 이것은 결과적으로, 감지 코일뿐만 아니라 필요시에 모니터링 될 통전하는 도체의 사이즈의 감소를 가능하게 한다. 정확도의 감소를 동반하지 않는 사이즈 감소는 재료 비용 절감으로 이어진다.

따라서, 본 공개는 이러한 문제에 대한 해결책을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 전류 결정 장치가 제공되고, 전류 결정 장치는 전류가 흐름 방향으로 흐를 수 있는 2개의 단부 면 및 흐름 방향에 평행하는 적어도 2개의 평평한 측면을 갖는 측면이 평평한 제 1 도체; 자성체로 형성되고 제 1 도체의 첫번째의 상기 평평한 측면에 위치되거나 이에 인접하게 위치되는 제 1 필드-변형 소자; 자성체로 형성되고 제 1 도체의 두번째의 상기 평평한 측면에 위치되거나 이에 인접하게 위치되는 제 2 필드-변형 소자 및 제 1 도체와 제 2 및 제 2 필드-변형 소자에 있거나 이에 인접하며, 2개의 평평한 측면의 평면들 간을 연장하는 코일 축을 갖는 적어도 하나의 감지 코일을 포함하고, 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류에 의해 형성되는 전자기장은 감지 코일의 코일 축과 더욱 평행하게 또는 실질적으로 더욱 평행하게 연장하도록 제 1 및 제 2 필드-변형 소자에 의해 변형되어서, 감지 코일에서의 유도된 EMF는 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류와의 개선된 비례를 갖는다.

전류 결정 장치가 또한 제공되고, 상기 전류 결정 장치는: 전류가 흐름 방향으로 흐를 수 있는 2개의 단부 면 및 상기 흐름 방향에 평행하는 적어도 2개의 평평한 측면을 갖는 측면이 평평한 제 1 도체; 자성체로 형성되고 제 1 도체의 첫번째의 상기 평평한 측면에 위치되거나 이에 인접하게 위치되는 제 1 필드-변형 소자; 자성체로 형성되고 제 1 도체의 두 번째의 상기 평평한 측면에 위치되거나 이에 인접하게 위치되는 제 2 필드-변형 소자; 및 제 1 도체와 제 1 및 제 2 필드-변형 소자에 있거나 이에 인접하며, 2개의 평평한 측면의 평면들 사이에서 또는 실질적으로 그 사이에서 연장하는 적어도 하나의 감지 장치를 포함하고, 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류에 의해 형성되는 전자기장은 감지 장치와 더욱 평행하게 또는 실질적으로 더욱 평행하게 연장하도록 제 1 및 제 2 필드-변형 소자에 의해 변형되어서, 감지 장치에서의 유도된 EMF는 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류와의 개선된 비례를 갖는다.

본 발명의 제 2 측면에 있어서, 본 발명의 제 1 측면의 전류 결정 장치와 결합한 정정기 회로(corrector circuit)가 제공되고, 상기 정정기 회로는 상기 또는 각 감지 코일로부터 유도된-EMF에 대응하는 출력 신호를 수신하기 위한 입력부, 및 상기 출력 신호의 위상 차를 변화시켜 변화된 출력 신호가 제 1 도체의 전류와 동위상으로 또는 실질적으로 동위상으로 형성될 수 있도록 하는 연산 증폭기를 가진 차동 위상 정정 적분기 회로를 갖는다.

바람직하게, 정정기 회로는 변화된 출력 신호를 캘리브레이션하고 스케일링하기 위한 스케일링 캘리브레이션 회로를 포함하고, 상기 스케일링 캘리브레이션 회로는 추가 연산 증폭기를 포함한다.

본 발명의 제 3 측면에 있어서, 바람직하게 본 발명의 제 1 측면에 따라, 전류 결정 장치를 사용하는 전류 결정의 개선 방법이 제공되고, 상기 방법은 통전하는 제 1 도체의 반대 편의 평평한 측면들 및 관련된 제 1 및 제 2 필드 변형 소자를 이용함으로써 통전하는 제 1 도체에 의해 형성되는 전자기장을 변형하는 단계, 및 상기 전자기장은 관련된 감지 코일의 코일 축과 더욱 평행하고 또는 실질적으로 평행하며, 이로써, 상기 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류에 관련하여 상기 감지 코일의 유도된-EMF의 비율을 개선하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 4 측면에 있어서, 바람직하게 본 발명의 제 1 측면에 따라, 전류 결정 장치를 사용하여 제 1 도체에서 흐르는 전류에 대한 감지 코일에서의 유도 EMF의 비례를 개선하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 상기 평평한 측면과 관련된 제 1 및 제 2 필드 변형 소자를 이용함으로써 통전 시에 제 1 도체에 의해 형성되는 전자기장을 변형하여 전자기장이 관련된 감지 코일의 코일 축과 평행하는 또는 실질적으로 평행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 5 측면에 있어서, 바람직하게 본 발명의 제 1 측면에 따라, 전류 결정 장치를 사용하는 통전하는 제 1 도체에서 흐르는 전류를 결정할 시의 감지 코일 정확도를 개선하는 방법이 제공되고, 상기 방법은, 통전하는 제 1 도체 상에서 반대 편의 평평한 측면과 관련된 제 1 및 제 2 필드 변형 소자를 이용함으로써 통전하는 제 1 도체에 의해 형성된 전자기장을 변형하는 단계를 포함하며, 전자기장이 관련된 감지 코일의 코일 축과 더욱 평행 또는 실질적으로 더욱 평행하다.

본 발명은 동반하는 도면을 참조하여 오직 예시로서 더욱 구체적으로 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 측면에 따르고 2개의 감지 코일이 분리된 전류 결정 장치의 일 실시예의 개략적인 엔드 온 뷰(end on view)를 도시한다.
도 2는 감지 코일이 부착된 전류 결정 장치를 도시하는 도 1과 유사한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 전류 결정 장치의 개략적인 측면도이다.
도 4는 전류 결정 장치와 결합된 정정기 회로의 단순 회로도이다.

도면들 중 도 1 내지 도 3을 먼저 참조하면, 제 1 도체(12), 제 1 필드 변형 소자(14), 제 2 필드 변형 소자(16) 및 2개의 감지 장치(18) - 본 경우에 바람직하게 감지 코일(18a, 18b)임 - 를 포함하는 전류 결정 장치(10)의 일 실시예가 도시된다.

제 1 도체(12)는 유리하게 버스바(busbar)이되, 임의의 기타 적절한 도전성 소자가 될 수 있다. 버스바 또는 적절한 제 1 도체(12)는 이러한 경우에, 강성(rigid)이거나 적어도 스티프(stiff)하고 바람직하게 전기 차단 스위치 또는 기타 적절한 종류의 스위칭 컨택터(switching contactor)의 부분을 형성한다. 버스바(12)는 길게 늘어진 황동(brass), 스틸 또는 구리와 같은 금속으로 형성되며 직선, 곡선 또는 그의 조합이 될 수 있다.

바람직하게, 버스바(12)는 단부 면(20)에서 시작하고 끝나는 제 1 치수를 갖는 길이(L1), 제 2 치수를 갖는 폭(W1) 및 제 3 치수를 갖는 높이(H)를 갖는다. 폭(W1) 및 높이(H)는 바람직하게 길이(L1) 뿐만 아니라 서로 상호 수직이고, 제 1 치수는 제 2 및 제 3 치수보다 더 크고, 제 2 치수는 제 3 치수보다 작다. 이것은 결과적으로 버스바(12) 또는 기타 적절한 제 1 도체가 길이방향 크기의 일부, 바람직하게는 적어도 대부분을 향해 그리고 이를 따라 측방향으로 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형인 단면을 규정하는 것을 허용한다.

바람직하게 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형이더라도, 제 1 도체는 다른 다각형인 또는 실질적으로 다각형인 측방향 단면이 될 수 있다. 그러나, 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형인 측방향 단면은, 이 단면이 세장하여 2개의 반대 편의 단부 면(20) 사이에서 또는 적어도 길이방향 크기의 일부를 따라 연장하는 반대 편의 평평하거나 평면인 보조 측면(22)을 제공하기 때문에 가장 유리하다. 평평한 보조 측면(22)은 이러한 경우에 상기 기재된 폭(W1)을 규정한다.

직사각형인 또는 실질적으로 직사각형인 측방향 단면의 추가 이익은 2개의 반대 편의 단부 면(20) 또는 적어도 길이방향 크기의 일부를 따라 그리고 바람직하게 평평한 보조 측면(22)에 수직으로 연장하는 반대 편의 평평하거나 평면인 주요 측면(24)의 제공이다. 평평한 주요 측면(24)은 이러한 경우에 상기 언급된 높이(H)를 규정한다.

제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16)는 자성체로 편리하게 형성될 수 있으며 이러한 경우에 바람직하게 강성이거나 스티프한, 평면인 또는 실질적으로 평면인 플레이트(14a, 16a)이다. 플레이트(14a, 16a)는 이러한 경우에 자기화가능한 재료, 즉, 철, 코발트, 니켈 또는 강과 같은 연자성체로부터 형성될 수 있다. 동일하게, 플레이트(14a, 16a)는 영구 자석, 예컨대 네오디뮴 철 붕소(neodymium iron boron) 또는 사마륨 코발트 자석(samarium cobalt magnet)과 같은 희토류 자석과 같은 경자성체로부터 형성될 수 있다.

연속하고 또는 부러지지 않은, 이러한 경우에 바람직하게 직사각형인 평면 플레이트(14a, 16a)가 제안되었으나, 평면이 아닌 플레이트를 이용하거나 또는 평면이 아닌 적어도 일부를 갖는 것이 실현 가능하고, 이것은 전류가 제 1 도체(12)에서 흐를 때 유도 전자기장의 추가 변형을 허용할 수 있다. 이것은 이하에서 더 상세히 기재된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 플레이트는 요구될 수 있는 바와 불연속하거나 개구를 가질 수 있다. 다시, 생성된 전자기장의 추가 조절을 다시 허용하는 것은 명백해질 수 있다.

제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16)가 제 1 도체(12)의 평평한 보조 측면(22)에서 또는 그에 인접하며 바람직하게 평평한 보조 측면의 폭(W1)에 중첩하거나 이것을 넘어 연장하는 것을 바람직하게 지지하도록, 2개의 상기 감지 코일(18a, 18b)이 제공되며, 이러한 경우에 제 1 도체(12)와 이격된 관계로 바람직하게 클리핑된다. 감지 코일(18a, 18b)에는 보빈 포머(bobbin former)(26)가 제공되고, 이것 주변에, 도전성 와이어(28)가 여러번 통상적으로 가로로 여러 차례 감겨서 타이트하게 패킹된다.

포머(26)의 각 단부에, 제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16)의 단부 또는 측면을 수용하기 위한 바람직하게 세장형인 홀더(32)가 제공될 수 있다. 일반적으로, 홀더(32)는 홀더(32)의 바디 내에 편리하게 리세스(34)를 포함할 수 있다. 리세스(34)는 슬롯 형상이 되며 제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16) 중 하나의 일부를 대체하여 맞게(as a complementarily fit) 수용하도록 충분히 치수가 정해질 수 있다. 리세스(34)의 치수는 각 제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16)의 공차 또는 끼워 맞춤(close fit)을 허용할 수 있다.

첫 번째의 및 두 번째의 감지 코일(18a, 18b)의 각 단부와 체결되는 제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16)에 의해, 코일(18a, 18b)은 그 행어(36)를 통해 제 1 도체(12)에 바로 물리적으로 또는 기계적으로 연결되고, 이것은 상기 언급된 바와 같이 유리하게 클립 또는 브라켓(36a)의 형태일 수 있다.

클립 또는 브라켓(36a)은 반대 편의 감지 코일(18a, 18b)을 향하여 돌출하도록 바람직하게 포머(26)로부터 캔틸레버 형성되는 세장형 강성 또는 반강성 아암(38)의 형태이다. 클립 또는 브라켓(36a)은 서로 오프셋되고, 그 개별적인 주요 측면(24)과 이격된 관계로 감지 코일(18a, 18b)을 홀드하도록 보조 측면(22) 위에 위치된다.

공극이 감지 코일(18a, 18b)과 제 1 도체(12)의 주요 측면(24) 사이에 존재하더라도, 감지 코일은 그 개별 주요 측면에 직접적으로 장착될 수 있다. 이러한 경우에, 전기적으로 절연된 층 또는 부재는 그에 대한 직류 흐름을 방지하거나 억제하기 위하여 제 1 도체로부터 각각의 감지 장치를 전기적으로 고립시키기 위하여 제공되는 것이 바람직하다.

행어(36)는 감지 코일(18a, 18b)이 따라서 제 1 도체(12)로부터 분해 가능할 수 있는 것이 유리하다. 그러나, 영구 파스닝(fastening)은 필요에 따라 고려될 수 있으며 예컨대 이것은 용접, 본딩에 의해 또는 하나 이상의 나사산이 있는 파스너와 같이 제 1 도체(12)에 영구적으로 부착되는 브라킷의 형태를 취할 수 있다.

2개의 감지 코일(18a, 18b)이 개선된 분해능을 제공하기 위하여 선호되더라도, 단 하나의 감지 코일 또는 기타 적절한 감지 장치 또는 수단이 이용될 수 있다.

도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 감지 코일(18a, 18b)은 바람직하게 그 깊이(D)보다 더 큰 폭(W2)을 갖는다. 감지 코일(18a, 18b) 및 그러므로 각각의 코일 축(40)의 길이(L2)는 보조 측면(22)의 평면(42)으로 또는 실질적으로 이 평면으로 연장한다. 각각의 감지 코일(18a, 18b) 의 측방향 크기는 따라서 바람직하게 다각형인 또는 실질적으로 다각형이며 더욱 바람직하게 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형이고, 이러한 경우에 코일 길이(L2)의 적어도 대부분을 따라 균일하고 또는 실질적으로 균일하다.

각각의 코일 단부로부터, 제 2 도체(44)는 연장하여 전압 신호가 유도 기전력 - 여기서 그리고 전반적으로 'EMF'로 지칭됨 - 을 기초로 모니터링되는 것을 허용한다.

버스바(12) 또는 기타 제 1 도체의 측방향 단면이 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형인 것으로 제시되었으나, 보조 측면이 이용되는 것을 고려했을 때, 주요 측면이 아치형이거나 필요시에 부분적으로 아치형인 것이 가능하다.

사용 중에 그리고 측면이 평평한 제 1 도체(12)의 단부 면(20) 사이에서 흐르는 전류에 의해, 이로써 흐름 방향(46)이 규정되고, 측면이 평평한 제 1 도체(12)의 전류에 의해 유도되는 전자기장(F)은 제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16)에 의해 변형된다. 도 1 및 도 2로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 전자기장(F)은 감지 코일(18a, 18b)의 코일 축(40)과 더욱 평행하게 또는 실질적으로 더욱 평행하게 연장하도록 조작되거나 재형성된다. 예시로서, 도 1은, 감지 코일(18a, 18b)이 분해된 전자기장(F)을 도시한다.

제 1 도체(12)에 기계적으로 연결되는 감지 코일(18a, 18b)에 의해, 유도 기전력이 실현되어서, 전압 신호가 출력되는 것을 허용한다. 유도 기전력 및 따라서 관련된 모니터링된 전압은, 제 1 도체(12)의 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형인 측방향 단면과 상기 언급된 바와 같이 감지 코일(18a, 18b)의 코일 축(40)과 더욱 평행하게 또는 실질적으로 더욱 평행하게 연장하도록 생성된 필드를 조작하는 바람직하게 오버행잉하는(overhanging) 제 1 및 제 2 필드 변형 소자(14, 16)의 결합으로 인해 제 1 도체(12)에서 흐르는 전류와 개선된 균형을 갖는다. 제 1 도체(12)에서 흐르는 전류에 비례하는 모니터링된 전압의 개선된 분해능 또는 정확도가 이로써 성취된다.

이 결과, 실제로 요구되는 적용을 위하여 충분하거나 적절할 수 있는, 전류 또는 현재 모니터링되는 전압 분해능 또는 정확도를 유지하기 위하여, 감지 코일(18a, 18b)은 볼륨 또는 사이즈에 있어서 실제로 감소될 수 있다. 이것은 이로써 감지 코일(18a, 18b)이 제조 동안의 재료 및 제조 시간 및 비용 절감뿐만 아니라 유사한 이익이 성취됨에 따라 제 1 도체(12)의 크기도 감소되는 것을 가능하게 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 정정기 회로(corrector circuit)(48)는 상기 기재된 바와 같이 전기 결정 장치(10)와 결합하여 이용될 수 있다. 이것은 제 2 도체(44)의 출력 신호가 제 1 도체(12)에서 측정되거나 모니터링될 전류에 의해 래깅되어 위상에서 벗어나서 90도가 되는 것으로 인해 유리할 수 있다.

이를 위하여, 정정기 회로(48)는 바람직하게 유도 전압에 상응하는 감지 코일(18a, 18b)로부터의 출력 신호를 수신하기 위한 신호 입력(50), 제 1 연산 증폭기(54) - 소위 op- amp - 를 갖는 차동 위상 정정 적분기 회로(52) 및 제 2 연산 증폭기(58)를 갖는 스케일링 캘리브레이션 회로(56)를 포함한다.

차동 위상 정정 적분기 회로(52)는 제 1 및 제 2 저항기(60, 62)를 통해 감지 코일(18a, 18b)의 출력에 연결되는 그 입력부를 갖는 제 1 연산 증폭기(54)를 바람직하게 이용한다. 감지 코일(18a, 18b)은 상이하게 연결되는 인덕터에 의해 표시된다. 제 1 커패시터(66) 및 제 3 저항기(68)를 포함하는 제 1 병렬 RC-회로(64)는 제 1 연산 증폭기(54)의 음의 피드백 루프에 제공된다. 제 2 커페시터(72) 및 제 4 저항기(74)를 포함하는 제 2 병렬 RC-회로(70)는 제 1 연산 증폭기(54)의 비반전 입력과 그라운드 사이에서 연결된다.

스케일링을 허용하기 위하여, 필요 시에, 제 2 연산 증폭기(58)는 제 5 저항기(76)를 통해 제 1 연산 증폭기(54)의 출력에 연결된 인버팅 입력을 갖는다. 제 2 연산 증폭기(58)의 음의 피드백 루프는 제 7 저항기(82) 및 제 3 커페시터(84)를 포함하는 직렬 RC-회로(80)와 병렬로 연결되는 제 6 저항기(78)를 포함한다. 회로 부품의 값은 요구된 스케일링 캘리브레이션에 따른다.

비록, 필드 변형 소자가 제 1 도체의 보조 측면 또는 더 좁은 평평한 측면과 이격된 관계에 홀드되는 것으로 제안되었으나, 이들은 예컨대 그 사이에 인터포징된 전기적으로 고립된 층을 이용함으로써 평평한 측면에 직접적으로 장착될 수 있는 것이 실행 가능하다. 또한, 필드 변형 소자는 평평한 보조 측면에 또는 그에 인접하게 위치 지정되는 것 그리고 감지 장치는 평평한 주요 측면의 하나 이상에 인접하게 위치 지정되는 것이 제안되었으나, 이것은 필요에 따라 반전되는 것이 실행 가능할 수 있다.

이러한 경우에 하나 이상의 코일인 감지 수단은 바람직하게 포머 또는 보빈의 축을 따라 원형이 아닌 측방향 단면을 제공한다. 그러나, 다른 단면의 권선 형상, 예컨대 원형도 고려될 수 있다. 그러나, 세장형의 권선 단면의 이득은 감지 수단의 증가된 활성 영역 또는 볼륨이 성취된 점이다.

따라서, 통전하는 도체, 이러한 경우에 바람직하게 스위치의 버스바에 의해 형성되는 유도 자기장을 더 원활히 조작하는 전류 결정 장치를 제공하는 것이 가능하다. 이것은, 필드 변형 소자가 위치될 수 있는 곳에 또는 그에 인접한 곳에 적어도 2개의 반대 편의 평평한 측면을 가짐으로써 성취된다. 바람직하게, 반대 편의 평평한 측면은 다각형, 바람직하게 직사각형의 단면의 부분을 형성하는, 모니터링될 통전하는 제 1 도체의 보조 측면 또는 더 좁은 측면이다. 전기 결정 장치는 성추될 더 평행한 필드를 가능하게 하여 감지 코일의 활성 치수내의 더 정확하거나 더 높은 분해 전류 측정 센서를 성취한다. 따라서, 필요시에 감지 코일의 크기를 줄이면서 사용 중의 제 1 도체내에서의 전류 결정의 기존 분해능 또는 정확도를 유지하는 것이 가능하다. 통전하는 제 1 도체와 분해 가능하거나 제거 가능한 클리핑된 배열로, 바람직하게 2개의 감지 코일인 적어도 하나의 감지 장치를 제공하여, 기존 버스바 또는 기타 제 1 도체에 대한 소급 추가 또는 전기 결정 장치의 제조 동안 단순하고 시간 효율적인 위치 선정 및 위치 재선정을 가능하게 하는 것이 추가로 가능하다. 추가적으로, 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류에 대한 감지 코일 또는 기타 적절한 유도된-EMF 감지 또는 모니터링 장치에서의 유도 전압의 개선된 비례로 인해 전류 결정, 정확도, 모니터링 및/또는 분해능에서의 개선을 제공하는 것이 가능하다.

'포함하다/포함한'이라는 용어 및 '갖다/포함하는'이라는 용어는, 본 발명을 참조하여 본 명세서에서 사용될 때 언급된 특징, 정수, 단계 또는 부품의 존재를 명시하기 위하여 사용되되 하나 이상의 다른 특징, 정수 단계 부품 또는 그의 그룹의 존재 또는 추가를 제외하지 않는다.

별도 실시예의 맥락에서 명료함을 위하여 기재된 본 발명의 특정 특징부는 또한 단일 실시예에서의 결합으로 제공될 수 있는 것이 이해된다. 반대로, 단일 실시예의 맥락에서 간결성을 위하여 기재되는 본 발명의 다양한 특징은 또한 별도로 또는 임의의 적절한 서브 결합으로 제공될 수 있다.

전술한 실시예는 오직 예시로서 제공되며, 첨부된 청구항에 의해 한정되는 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않는 다양한 기타 변형은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims

전류 결정 장치로서,
2개의 단부 면 - 그 사이에서 전류가 흐름 방향으로 흐를 수 있음 - 및 상기 흐름 방향에 평행한 적어도 2개의 평평한 측면을 갖는, 측면이 평평한(flat-sided) 제 1 도체;
자성체로 형성되고 제 1 도체의 첫 번째의 상기 평평한 측면에 위치되거나 이에 인접하게 위치되는 제 1 필드-변형 소자;
자성체로 형성되고 제 1 도체의 두 번째의 상기 평평한 측면에 위치되거나 이에 인접하게 위치되는 제 2 필드-변형 소자; 및
상기 제 1 도체와 상기 제 1 및 제 2 필드-변형 소자에 있거나 이에 인접하며, 2개의 평평한 측면의 평면들 간을 연장하는 코일 축을 갖는 적어도 하나의 감지 코일을 포함하고,
측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류에 의해 형성되는 전자기장은 감지 코일의 코일 축과 더욱 평행하게 또는 실질적으로 더욱 평행하게 연장하도록 상기 제 1 및 제 2 필드-변형 소자에 의해 변형되어서, 상기 감지 코일에서의 유도된-EMF가 상기 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류와의 개선된 비례를 갖는, 전류 결정 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 측면이 평평한 제 1 도체는 적어도 상기 감지 코일에서 상기 흐름 방향에 측방향으로 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형인 단면을 갖는, 전류 결정 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 측면이 평평한 제 1 도체는 버스바(busbar)이고, 상기 버스바는 전기 차단 스위치의 부분을 형성하는, 전류 결정 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 필드 변형 소자는 자화될 수 있는 재료(magnetizable material) 또는 영구 자성체로부터 형성되며 상기 제 1 및 제 2 필드 변형 소자는 플레이트이며 상기 측면이 평평한 제 1 도체로부터 이격되는, 전류 결정 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 도체와 상기 제 1 및 제 2 필드-변형 소자에 있거나 이에 인접하며, 2개의 평평한 측면의 평면들 간을 연장하는 코일 축을 갖는 두 번째의 감지 코일을 더 포함하고, 첫 번째의 상기 감지 코일 및 두 번째의 감지 코일은 상기 측면이 평평한 제 1 도체의 대향하는 측들에 위치 지정되며 상기 첫 번째의 및 두 번째의 감지 코일이 서로 바라보는, 전류 결정 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 감지 코일은 상기 코일 축에 측방향으로 직사각형인 또는 실질적으로 직사각형인 단면을 갖는, 전류 결정 장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 감지 코일은 적어도 하나의 행어(hanger)를 포함하고, 상기 행어에 의해 상기 또는 각각의 감지 코일은 상기 측면이 평평한 제 1 도체와 체결가능한, 전류 결정 장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 감지 코일은 상기 측면이 평평한 제 1 도체와 이격된 관계로 상기 제 1 및 제 2 필드 변형 소자를 홀드하기 위한 홀더를 포함하며, 상기 홀더는, 상기 제 1 및 제 2 필드 변형 소자의 각 단부를 수용가능한, 상기 적어도 하나의 감지 코일의 각 단부에서의 리세스인, 전류 결정 장치.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 전류 결정 장치와 결합한 정정기 회로(corrector circuit)로서, 상기 정정기 회로는 상기 또는 각각의 감지 코일로부터의 유도된-EMF에 대응하는 출력 신호를 수신하기 위한 입력부, 및 상기 출력 신호의 위상 차를 변화시켜 변화된 출력 신호가 상기 제 1 도체의 전류와 동위상으로 또는 실질적으로 동위상으로 형성될 수 있도록 하는 연산 증폭기를 가진 차동 위상 정정 적분기 회로를 갖고, 상기 정정기 회로는 상기 변화된 출력 신호를 캘리브레이션하고 스케일링하기 위한 스케일링 캘리브레이션 회로를 포함하고, 상기 스케일링 캘리브레이션 회로는 추가 연산 증폭기를 포함하는, 정정기 회로.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 전류 결정 장치를 사용하여 전류 결정을 개선하는 방법으로서, 상기 방법은 통전하는 제 1 도체의 반대 편의 평평한 측면들 및 관련된 제 1 및 제 2 필드 변형 소자를 이용함으로써 통전하는 상기 제 1 도체에 의해 형성되는 전자기장을 변형하는 단계, 및 상기 전자기장이 관련된 감지 코일의 코일 축과 더욱 평행 또는 실질적으로 더욱 평행하여, 상기 측면이 평평한 제 1 도체에서 흐르는 전류에 관련하여 상기 감지 코일에서의 유도된-EMF의 비례를 개선하는 단계를 포함하는, 전류 결정을 개선하는 방법.