NO317284B1

NO317284B1 - Electric painter painting apparatus

Info

Publication number: NO317284B1
Application number: NO19975859A
Authority: NO
Inventors: Jean-Francois Duranceau; Guillaume Hamard; Bernard Le Hetet
Original assignee: Schlumberger Ind Sa
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2004-10-04
Also published as: EP0848258A1; ATE400820T1; ZA9711162B; CN1094595C; DE69738818D1; EP0848258B1; FR2757274B1; AR009148A1; ID19153A; NO975859D0; BR9705522B1; HK1011561A1; NO975859L; BR9705522A; FR2757274A1; JPH10197573A; MA24412A1; CN1188895A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et måleapparat som kan forbindes med en målekrets i en elektrisitetsmåler, hvor apparatet omfatter en shunt utstyrt med en første og en andre spenningsterminal anbrakt på en side av shunten for å levere en spenning som er et bilde av den elektriske strømmen som flyter gjennom shunten, idet den dei av shunten som ligger mellom de to terminalene, er i det vesent-lige plan. The present invention relates to a measuring device which can be connected to a measuring circuit in an electricity meter, where the device comprises a shunt equipped with a first and a second voltage terminal placed on one side of the shunt to deliver a voltage which is an image of the electric current flowing through the shunt, as that part of the shunt that lies between the two terminals is in the essential plane.

Innen området med elektrisitetsmåJjng har utskiftingen av elektromekaniske målere med elektroniske målere gitt opphav til flere teknikker for å trekke ut et signal som er representativt for strøm og som er egnet for bruk ved beregning av den elektriske effekt som forbrukes, innbefattende bruk av Hall-effektceller, måle-transformatorer og shunter. In the area of electricity measurement, the replacement of electromechanical meters by electronic meters has given rise to several techniques for extracting a signal representative of current and suitable for use in calculating the electrical power consumed, including the use of Hall effect cells, measuring transformers and shunts.

Det første patentet som beskriver en elektrisitetsmåler som benytter en shunt som sitt måleelement, er fransk patent nr. 2391474 i navnet Schlumberger Industries S.A. Dette patentet uttrykker forskjellige grunnleggende prinsipper, innbefattende bruken av en målekrets som fungerer ved spenningen for en fase, sammen med en shunt som har en første og en andre elektrisk terminal for å levere en spenning som representerer strømmen i denne fasen. Shunten er også forsynt med en tredje terminal som er egnet for å levere kraftforsynings-strøm til målekretsen. The first patent that describes an electricity meter that uses a shunt as its measuring element is French Patent No. 2391474 in the name of Schlumberger Industries S.A. This patent expresses various basic principles, including the use of a measuring circuit which operates at the voltage of a phase, together with a shunt having a first and a second electrical terminal to supply a voltage representing the current in that phase. The shunt is also provided with a third terminal which is suitable for supplying power supply current to the measuring circuit.

Et eksempel på den fysiske strukturen av en shunt er beskrevet i europeisk patent nr. 0030186 i navnet Schlumberger Industries S.A. Shunten som beskrives i dette patentet, innbefatter en kompenserings-sløyfe for å kompensere målefeil som induseres av shuntens magnetiske felt. Dette apparatet har visse fordeler i forhold til apparater som eksisterte på dette tidspunkt. Ikke desto mindre er det nødvendig med en relativt kompleks montasje i forbindelsene mellom shuntens spenningsterminaler og målerens målekrets. An example of the physical structure of a shunt is described in European Patent No. 0030186 in the name of Schlumberger Industries S.A. The shunt described in this patent includes a compensation loop to compensate for measurement errors induced by the shunt's magnetic field. This device has certain advantages over devices that existed at this time. Nevertheless, a relatively complex assembly is required in the connections between the shunt's voltage terminals and the meter's measuring circuit.

I denne sammenheng er formålet med foreliggende oppfinnelse å foreslå et måleapparat som utgjøres av en shunt som er enkel strukturelt sett, som er egnet for masseproduksjon til en relativt lav kostnad, og som ikke innehar de tidligere kjente apparatenes ulemper. In this context, the purpose of the present invention is to propose a measuring device which consists of a shunt which is structurally simple, which is suitable for mass production at a relatively low cost, and which does not have the disadvantages of the previously known devices.

Måleapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse kjennetegnes ved det faktum at det innbefatter en båndkabel (ribbon cable) som er hovedsakelig flat og rektangulær av form, omfatter en første og en andre forbindelsesledning og er anbrakt hovedsakelig parallelt med shuntens plane overflate, hvor forbindelsesledningens inngangsterminaler er anbrakt på en av kantene av båndkabelen og er forbundet med shuntens spenningsterminaler, og forbindelsesledningenes utgangsterminaler er anbrakt på en andre kant på båndkabelen for å forbindes med en målekrets i en måler. The measuring device according to the present invention is characterized by the fact that it includes a ribbon cable which is mainly flat and rectangular in shape, comprises a first and a second connecting wire and is placed mainly parallel to the flat surface of the shunt, where the input terminals of the connecting wire are placed on a of the edges of the ribbon cable and are connected to the voltage terminals of the shunt, and the output terminals of the connecting wires are placed on a second edge of the ribbon cable to be connected to a measuring circuit in a meter.

Fortrinnsvis er shunten utstyrt med en tredje spenningsterminal som er egnet for å levere en kraftforsynings-spenning, hvilken terminal er anbrakt på samme kant på shunten som den første og den annen spenningsterminal, idet båndkabelen på samme måte er forsynt med en tredje forbindelsesledning med en inngangsterminal anbrakt på den første kanten på båndkabelen og forbundet med den tredje spenningsterminalen, og en utgangsterminal plassert på den andre kanten på båndkabelen og innrettet for forbindelse med målekretsen for å levere kraft til denne. Preferably, the shunt is provided with a third voltage terminal suitable for supplying a power supply voltage, which terminal is located on the same edge of the shunt as the first and second voltage terminals, the ribbon cable being similarly provided with a third connecting wire with an input terminal located on the first edge of the ribbon cable and connected to the third voltage terminal, and an output terminal located on the second edge of the ribbon cable and arranged for connection with the measurement circuit to supply power thereto.

I en utførelsesform er en del av shunten mellom den første og den annen terminal laget av et materiale som har relativt høy resistans, idet spenningsmåling utføres i forhold til den strøm som flyter gjennom denne delen av shunten. For eksempel kan denne delen av shunten være laget av et materiale slik som mangan. In one embodiment, a part of the shunt between the first and the second terminal is made of a material that has a relatively high resistance, the voltage measurement being carried out in relation to the current flowing through this part of the shunt. For example, this part of the shunt may be made of a material such as manganese.

Med den høye kostnad for dette materialet, og på grunn av oppvarming, er det å foretrekke at bare den del av shunten som benyttes for strømmåling, lages av dette materialet, og med de andre delene av shunten laget av et materiale som er mindre kostnadskrevende, f.eks. kopper. Bindingen mellom måledelen og de andre delene av shunten kan utføres ved hjelp av elektron-bombardement. With the high cost of this material, and due to heating, it is preferable that only the part of the shunt used for current measurement is made of this material, and with the other parts of the shunt made of a material that is less costly, e.g. cups. The bond between the measuring part and the other parts of the shunt can be carried out by means of electron bombardment.

I en utførelsesform er shuntens spenningsterminaler plassert på de deler av shunten som har lavere resistans, på hver side av måledelen. Denne utførelses-formen har den fordel at feil i forbindelsen mellom måledelen og de andre delene av shunten detekteres under kalibreringstrinnet. Ikke desto mindre kan spenningsterminalene i en annen utførelsesform dannes direkte på måledelen. In one embodiment, the shunt's voltage terminals are placed on the parts of the shunt that have lower resistance, on either side of the measuring part. This embodiment has the advantage that errors in the connection between the measuring part and the other parts of the shunt are detected during the calibration step. Nevertheless, in another embodiment, the voltage terminals can be formed directly on the measuring part.

I en annen foretrukket utførelsesform er båndkabelen anbrakt i et vertikalt plan hovedsakelig parallelt med planet for shuntens overflate, idet den første for-bindelsesledningen er anbrakt hovedsakelig vertikalt og vinkelrett på retningen for strømmen som flyter gjennom shunten, idet den andre ledningen er anbrakt diagonalt i forhold til den første ledningen for å gå gjennom den del av båndkabelen som befinner seg umiddelbart over shuntens måledel. In another preferred embodiment, the ribbon cable is placed in a vertical plane substantially parallel to the plane of the shunt's surface, the first connection wire being placed substantially vertically and perpendicular to the direction of the current flowing through the shunt, the second wire being placed diagonally in relation to to the first wire to pass through the part of the ribbon cable immediately above the measuring part of the shunt.

Denne anbringelsesmåten for forbindelsesledningene innehar fordeler, spesielt i forhold til kompenserende strømmer som induseres i ledningene av shuntens magnetfelt, og også eksterne magnetfelter. Andre utførelsesformer uten kom-pensasjon er også mulige, f.eks. når den andre ledningen også er i vertikal innret-ting, vinkelrett på retningen på strømmen som flyter i shunten. Slike utførelsesfor-mer er imidlertid utsatt for målefeil på grunn av strømmene som induseres i ledningene. This arrangement of the connecting wires has advantages, especially in relation to compensating currents induced in the wires by the magnetic field of the shunt, and also external magnetic fields. Other embodiments without compensation are also possible, e.g. when the other wire is also in a vertical arrangement, perpendicular to the direction of the current flowing in the shunt. However, such embodiments are subject to measurement errors due to the currents induced in the lines.

I en spesiell utførelsesform er shunten skåret ut av en metallstrimmel for å danne en U-form, hvor shuntens armer som definerer dens inngang og utgang, er krummet etter utskjæringen for å være i det hovedsakelige vinkelrette på planet for shuntens måledel. Denne utførelsesformen gjør det mulig å fremstille shunten til en relativt lav kostnad, og den gjør det enklere å installere shunten på overfla-ten av et elektronisk kretskort. In a particular embodiment, the shunt is cut out of a metal strip to form a U-shape, the arms of the shunt defining its entrance and exit being curved after the cut-out to be substantially perpendicular to the plane of the shunt gauge. This embodiment makes it possible to produce the shunt at a relatively low cost, and it makes it easier to install the shunt on the surface of an electronic circuit board.

Fortrinnsvis innbefatter båndkabelen en fjerde forbindelsesledning som er egnet for å forbinde målekretsen med den nøytrale ledningen, idet inngangs- og utgangsterminalene på den fjerde ledningen er anbrakt på båndkabeiens andre kant for å forbinde målekretsen med en nøytral strapp anbrakt under shunten. Shunten og strappen kan også opptas i en plast-bæredel før de installeres på et elektronisk kretskort. Preferably, the ribbon cable includes a fourth connecting wire which is suitable for connecting the measuring circuit with the neutral wire, the input and output terminals of the fourth wire being placed on the other edge of the ribbon cable to connect the measuring circuit with a neutral strap placed below the shunt. The shunt and strap can also be accommodated in a plastic carrier before being installed on an electronic circuit board.

En utførelsesform av oppfinnelsen er beskrevet nedenfor ved hjelp av et ikke-begrensende eksempel, og med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor fig. 1 er et perspektivriss av et måleapparat ifølge foreliggende oppfinnelse; fig. 2 er et perspektivriss over båndet som vises i fig. 1; og fig. 3 er et perspektivriss som viser den skjulte siden av apparatet i fig. 1. An embodiment of the invention is described below by means of a non-limiting example, and with reference to the attached drawings, where fig. 1 is a perspective view of a measuring device according to the present invention; fig. 2 is a perspective view of the band shown in fig. 1; and fig. 3 is a perspective view showing the hidden side of the apparatus in fig. 1.

Med henvisning til fig. 1 omfatter måleapparatet 1 ifølge foreliggende oppfinnelse en shunt 2 med en inngang 3 og en utgang 4, en første og en andre spenningsterminal 6 og 7 anbrakt ved motsatte ender av en måledel 5, og en tredje spenningsterminal 8. Shunten 2 er opptatt i en plast-bæredel som også inne-holder en måle-strapp 10 forbundet med kraftforsyningens nøytrale ledning. Måleapparatet har også en bånd ka bel 11 festet til shunten og til spenningsterminalene. With reference to fig. 1, the measuring device 1 according to the present invention comprises a shunt 2 with an input 3 and an output 4, a first and a second voltage terminal 6 and 7 located at opposite ends of a measuring part 5, and a third voltage terminal 8. The shunt 2 is enclosed in a plastic - carrying part which also contains a measuring strap 10 connected to the neutral line of the power supply. The measuring device also has a ribbon cable 11 attached to the shunt and to the voltage terminals.

Shunten 2 er skåret ut av en metallstrimmel som er laget av to metaller, mangan og kopper, idet måledelen 5 av shunten er laget av mangan, mens de andre delene er laget av kopper. Mangan er det foretrukne valg, på grunn av mat-erialets stabilitet overfor temperaturforandringer. Ikke desto mindre kunne andre materialer benyttes f.eks. konstantan. Kopper kunne også erstattes av «cuprofor». Shunten er skåret i en U-form, og shuntens armer 3 og 4 er så bøyd for å trekke seg vinkelrett på måledelen. Delene som er laget av mangan og av kopper, kan være heftet tii hverandre ved hjelp av elektron-bombardement. The shunt 2 is cut out of a metal strip which is made of two metals, manganese and copper, the measuring part 5 of the shunt being made of manganese, while the other parts are made of copper. Manganese is the preferred choice, due to the food's stability to temperature changes. Nevertheless, other materials could be used, e.g. the constant. Cups could also be replaced by "cuprofor". The shunt is cut in a U-shape, and the arms 3 and 4 of the shunt are then bent to draw perpendicular to the measuring part. The parts made of manganese and copper can be bonded together by electron bombardment.

Shunten 2 benyttes som en komponent i en elektrisitetsmåler av elektronisk type, og den koples i serie med en strømførende ledning i kraftforsynings-nettet. Strømmen som flyter i ledningen, forårsaker at det opptrer et spenningsfall som er proporsjonalt med strømmen, mellom den første og den annen spenningsterminal 6 og 7. Spenningen som representerer strøm, påtrykkes på målerens målekrets som datasignal for behandling i denne. Lederen som gir kraft tii kretsen, er koplet til kraftforsynings-terminalen 8 på shunten, plassert oppstrøms i forhold til spenningsterminalene 6 og 7 for å sikre at strømmen som brukes av kretsen, ikke flyter gjennom måledelen, og følgelig ikke påvirker den kraftforsynings-spenning som påtrykkes på kretsen. Signalet på kraftforsynings-terminalen behandles også av målekretsen for å bestemme spenningen på nettets strømførende ledning. The shunt 2 is used as a component in an electronic type electricity meter, and it is connected in series with a current-carrying line in the power supply network. The current flowing in the wire causes a voltage drop proportional to the current to occur between the first and second voltage terminals 6 and 7. The voltage representing current is applied to the meter's measuring circuit as a data signal for processing in it. The conductor supplying power to the circuit is connected to the power supply terminal 8 of the shunt, located upstream of the voltage terminals 6 and 7 to ensure that the current used by the circuit does not flow through the measuring part, and consequently does not affect the power supply voltage which is impressed on the circuit. The signal at the power supply terminal is also processed by the measuring circuit to determine the voltage on the network's current-carrying wire.

Forbindelsen mellom shunten og målekretsen, som ikke vises, men som befinner seg under måleapparatet, tilveiebringes av båndkabelen 11, hvis struktur er som vist i detalj i fig. 2. The connection between the shunt and the measuring circuit, which is not shown, but which is located under the measuring apparatus, is provided by the ribbon cable 11, the structure of which is as shown in detail in fig. 2.

Båndkabelen 11 er laget av plast, og den omfatter en første og en andre forbindelsesledning 15 og 16 som er forbundet med shuntens første og andre spenningsterminaler 6 og 7, en tredje forbindelsesledning 17 som er forbundet med shuntens kraftforsynings-terminal 8, og en fjerde forbindelsesledning 18 som er forbundet med den nøytrale strappen 10. The ribbon cable 11 is made of plastic, and it comprises a first and a second connection line 15 and 16 which are connected to the shunt's first and second voltage terminals 6 and 7, a third connection line 17 which is connected to the shunt's power supply terminal 8, and a fourth connection line 18 which is connected to the neutral strap 10.

Forbindelsesledningene 15 til 18 er koplet til shuntens spenningsterminaler og til den nøytrale strappen via inngangsterminalene 19 til 22. Målerens målekrets er forbundet via terminalene 23 til 26, som er opptatt i et elektronisk kretskort som bærer målekretsens komponenter. The connecting wires 15 to 18 are connected to the voltage terminals of the shunt and to the neutral strap via input terminals 19 to 22. The measuring circuit of the meter is connected via terminals 23 to 26, which are occupied in an electronic circuit board that carries the components of the measuring circuit.

Inngangsterminalene 19 til 22 er heftforankret til shunten og den nøytrale strappen ved hjelp av ultralyd. I andre utførelsesformer kan heftforankringen utfø-res ved lodding. Shunten og strappen er anbrakt på en kraftforsynings-ledning, og båndkabelen er plassert derunder. Så snart heftforankringen er utført, settes shunten og strappen inn i plast-bæredelen. Den del av båndkabelen som er forbundet med den nøytrale ledningen, er bøyd for å tillate at strappen kan installeres i bæredelen, slik det vises med delen 27 i fig. 3. The input terminals 19 to 22 are adhesively anchored to the shunt and the neutral strap by means of ultrasound. In other embodiments, the adhesive anchoring can be carried out by soldering. The shunt and strap are placed on a power supply line, and the ribbon cable is placed underneath. As soon as the staple anchoring is done, the shunt and the strap are inserted into the plastic carrier part. The part of the ribbon cable which is connected to the neutral wire is bent to allow the strap to be installed in the support part, as shown by part 27 in fig. 3.

Slik det vises i fig. 2, er inngangsterminalene 19 til 21 for forbindelsesledningene 15 til 17 anbrakt på en av båndkabelens kanter, og utgangsterminalene 23 til 25 på den andre kanten. Forbindelsesledningens 18 inngangsterminal 22 og utgangsterminal 26 er imidlertid begge anbrakt på samme kant, for å muliggjøre at strappen kan plasseres under shunten. As shown in fig. 2, the input terminals 19 to 21 of the connecting wires 15 to 17 are placed on one of the edges of the ribbon cable, and the output terminals 23 to 25 on the other edge. However, the input terminal 22 and output terminal 26 of the connection line 18 are both placed on the same edge, to enable the strap to be placed under the shunt.

Med henvisning til fig. 2 og 3 kan det sees at båndet 11 er anbrakt i et plan som er hovedsakelig parallelt med det plan som strekker seg vertikalt på shuntens overflate. Den første ledningen 19 befinner seg hovedsakelig vertikalt i forhold til måledelen, og perpendikulært på retningen av strømmen som flyter i shunten. Den andre ledningen 20 er anbrakt diagonalt i forhold til den første ledningen 19, og går gjennom den del av båndet som befinner seg umiddelbart over shuntens måledel. With reference to fig. 2 and 3 it can be seen that the band 11 is placed in a plane which is essentially parallel to the plane which extends vertically on the surface of the shunt. The first wire 19 is located mainly vertically in relation to the measuring part, and perpendicular to the direction of the current flowing in the shunt. The second wire 20 is placed diagonally in relation to the first wire 19, and passes through the part of the band which is located immediately above the measuring part of the shunt.

Denne anbringelsen av forbindelsesledningene nøytraliserer virkningene av shuntens magnetfelt, og spesielt det magnetfelt som eksisterer rundt shuntens måledel, og nøytraliserer også virkningene av utvendige magnetfelter. This placement of the connecting wires neutralizes the effects of the shunt's magnetic field, and in particular the magnetic field that exists around the shunt's measuring part, and also neutralizes the effects of external magnetic fields.

Fig. 3 viser også koplingsører 30 på apparatet for å kopie kraftforsynings-ledningene og kraftforbruks-ledningene til måleapparatets elementer. Fig. 3 also shows connection ears 30 on the device for copying the power supply lines and the power consumption lines to the elements of the measuring device.

Måleapparatet som vises i fig. 1 til 3 har den fordel at det er egnet for flyt-ende lodding (flow soldering) til målekretsen, fordi denne komponenten er en komponent med gjennomgående ledere, dvs. en komponent hvis utgangsterminaler går gjennom målekretsens trykte kretskort. The measuring device shown in fig. 1 to 3 have the advantage that it is suitable for flow soldering to the measuring circuit, because this component is a component with through conductors, i.e. a component whose output terminals pass through the measuring circuit's printed circuit board.

Claims

1. Measuring device for connection with a measuring circuit in an electricity meter, where the device comprises a shunt (2) which is provided with a first (6) and a second (7) voltage terminal placed on one side of the shunt to deliver a voltage which is a image of the electric current flowing through the shunt, the part of the shunt which is between the two terminals being mainly flat, characterized in that the apparatus includes a ribbon cable (11) which is mainly flat and rectangular in shape, comprises a first (15 ) and a second (16) connecting wire and is placed mainly parallel to the flat surface of the shunt, where the connecting wire's input terminals (19, 20) are placed on one of the ribbon cable's edges and are connected to the shunt's voltage terminals (6, 7), and the connecting wires (15, 16) output terminals (23, 24) are placed on a second edge of the ribbon cable (11) to be connected to a measuring circuit in a meter.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the shunt (2) is equipped with a third voltage terminal (8) arranged to deliver a power supply voltage, which terminal is placed on the same edge of the shunt as the first and second voltage terminals (6, 7), where the ribbon cable (11) in the same way, a third connection line (17) is provided with an input terminal (21) placed on the first edge of the ribbon cable and connected to the third voltage terminal (8), and an output terminal (25) placed on the second edge of the ribbon cable and arranged for connection with the measuring circuit to supply power to it.

3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that a part of the shunt (2) between the first and the second terminal (6, 7) is made of a material which has a relatively high resistance, the voltage measurement being carried out in relation to the current flowing through this part of the shunt.

4. Measuring device according to claim 3, characterized in that the shunt (2) includes a measuring part (5) with high resistance placed between two parts with lower resistance, where the first and second voltage terminals (6, 7) are placed on the two parts on each side of the measuring part.

5. Measuring device according to one of claims 1 -4, characterized in that the ribbon cable (11) is arranged in a vertical plane mainly parallel to the surface plane of the shunt (2), the first connecting wire (19) being arranged mainly vertically and perpendicular to the direction of the current flowing through the shunt, the second wire (20) is placed diagonally in relation to the first wire (19) to pass through the part of the ribbon cable (11) which is located immediately above the measuring part (5) of the shunt.

6. Measuring device according to one of claims 1-5, characterized in that the shunt (2) is cut out of a metal strip to form a U-shape, the arms of the shunt defining its inlet (3) and outlet (4) being bent after being cut out to be substantially perpendicular on the plane of the shunt's measuring part (5).

7. Measuring device according to one of claims 1-6, characterized in that the ribbon cable (11) includes a fourth connecting wire (18) arranged to connect the measuring circuit with the neutral wire, the input and output terminals (22, 26) of the fourth wire (18) being placed on the other edge of the ribbon cable to connect the measuring circuit with a neutral strap placed under the shunt.

8. Measuring device according to one of claims 1-7, characterized in that the shunt (2) and the neutral strap are accommodated in a plastic carrier part.