多绕组高灵敏度电流互感器.pdf

本发明涉及多绕组高灵敏度电流互感器。系统包括传感器，所述传感器被配置成检测与工业机的操作关联的电泄露电流。所述传感器包括磁芯和环绕所述磁芯的第一部分的第一绕组。所述第一绕组包括第一匝数。所述第一绕组被配置成获得与所述工业机的操作关联的一组电流测量值。所述传感器包括环绕所述磁芯的第二部分的第二绕组。所述第二绕组包括第二匝数。所述第二绕组被配置成获得与所述工业机的操作关联的所述一组电流测量值。所述第一绕组和所述第二绕组各自被配置成基于所述一组电流测量值生成相应的输出。所述相应的输出被配置成用来基于所述磁芯的温度，降低所述一组电流测量值的失真的发生。

权利要求书1.  一种系统，包括：传感器，所述传感器被配置成检测与工业机的操作关联的电泄露电流；所述传感器包括：磁芯；环绕所述磁芯的第一部分的第一绕组，其中，所述第一绕组包括第一匝数，并且其中，所述第一绕组被配置成获得与所述工业机的操作关联的一组电流测量值；环绕所述磁芯的第二部分的第二绕组，其中，所述第二绕组包括第二匝数，并且其中，所述第二绕组被配置成获得与所述工业机的操作关联的所述一组电流测量值；其中，所述第一绕组和所述第二绕组各自被配置成基于所述一组电流测量值生成相应的输出，并且其中，所述相应的输出被配置成用来基于所述磁芯的温度，降低所述一组电流测量值的失真的发生。2.  根据权利要求1所述的系统，其中所述第一绕组的第一匝数与所述第二绕组的第二匝数不相等。3.  根据权利要求1所述的系统，其中所述第一绕组的第一匝数和所述第二绕组的第二匝数包括大约3∶2或大约2∶1的比率。4.  根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器包括高灵敏度电流互感器HSCT。5.  根据权利要求1所述的系统，其中所述磁芯包括高导磁率磁芯。6.  根据权利要求5所述的系统，其中所述高导磁率磁芯包括高镍、铁、超合金或其任何组合。7.  根据权利要求1所述的系统，其中所述第一绕组和所述第二绕组被配置成耦连到信号调理电路，其中，所述信号调理电路包括多 路复用器，所述多路复用器被配置成一次一个地发射相应的输出以用于处理。8.  根据权利要求1所述的系统，其中所述第一绕组和所述第二绕组被配置成相互独立地操作。9.  根据权利要求1所述的系统，其中包括第二传感器，所述第二传感器被配置成检测与所述工业机的操作关联的电压。10.  根据权利要求1所述的系统，其中所述工业机包括同步电动机、感应电动机或发电机。11.  根据权利要求1所述的系统，包括分别与耦连到所述工业机的相应导体对应的第二传感器和第三传感器，并且其中，所述第二传感器和所述第三传感器各自包括相应的第一绕组和相应的第二绕组。12.  一种非瞬态计算机可读介质，所述非瞬态计算机可读介质具有存储于其上的计算机可执行代码，所述代码包括指令，所述指令被配置成：接收与缠绕在电流传感器的磁芯上的第一组绕组和第二组绕组关联的线电压测量值；通过所述电流传感器接收多个电泄露电流测量值；计算所述第一组绕组和所述第二组绕组各自的相应输出电压的幅值和相位角，其中，所述相应的输出电压的幅值和相位角被引用为所述线电压测量值；至少部分基于所述相应的输出电压的相位角，计算与所述第一组绕组和所述第二组绕组中的每个对应的相移角和导磁率值；以及基于所述相移角和所述导磁率值，得出一个或多个校正因数，其中，所述一个或多个校正因数被配置成校正所述多个电泄露电流测量值的基于温度的或基于老化的失真。13.  根据权利要求12所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述代码包括通过高灵敏度电流互感器HSCT接收所述多个电泄露电流 测量值的指令。14.  根据权利要求12所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述代码包括这样的指令，所述指令基于与所述第一组绕组和所述第二组绕组中的每个对应的传递函数，计算所述第一组绕组和所述第二组绕组各自的相应输出电压。15.  根据权利要求12所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述代码包括这样的指令，所述指令基于所述相移角和所述导磁率值得出所述一个或多个校正因数，以基于所述电流传感器的磁芯的温度变化校正失真。16.  根据权利要求12所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述代码包括这样的指令，所述指令基于多个电流传感器中的每一个的相移角和所述导磁率值得出所述一个或多个校正因数。17.  根据权利要求12所述的非瞬态计算机可读介质，其中所述代码包括在每个时段上处理所述相应的输出电压一次的指令。18.  一种系统，包括：处理器，所述处理器被配置成：接收与缠绕在电流传感器的磁芯上的第一组绕组和第二组绕组关联的线电压测量值；通过所述电流传感器接收多个电泄露电流测量值；计算所述第一组绕组和所述第二组绕组各自的相应输出电压的幅值和相位角，其中，所述相应的输出电压的幅值和相位角被引用为所述线电压测量值；至少部分基于所述相应的输出电压的相位角，计算与所述第一组绕组对应的第一相移角和与所述第二组绕组对应的第二相移角；至少部分基于所述相应的输出电压的相位角，计算所述电流传感器的磁芯的导磁率值；以及基于所述相移角和所述导磁率值，得出一个或多个校正因 数，其中，所述一个或多个校正因数被配置成校正所述电泄露电流测量值的基于温度的或基于老化的失真。19.  根据权利要求18所述的系统，其中所述处理器被配置成至少部分基于所述第一相移角和所述第二相移角，提供所述电泄露电流测量值是否包括电容性泄露电流或电阻性泄露电流的指示。20.  根据权利要求18所述的系统，其中包括多个电流传感器，其中，所述多个电流传感器中的每一个包括所述第一组绕组和所述第二组绕组，并且其中，与所述第一组绕组对应的匝数不等于与所述第二组绕组对应的匝数。

说明书多绕组高灵敏度电流互感器
技术领域
本文中公开的主题涉及工业机，并且更具体地涉及用于监控可以与工业机关联的泄露电流的系统。
背景技术
一些同步和/或异步机(诸如电动机和发电机)在操作中可能经历机器的定子绕组上的泄露电流。具体地，因为定子绕组可以包括紧密相邻的金属绕组，电动机的定子绕组可能受到固有电容(例如电容性电流泄露)的影响。电机还可能经历由于不太理想或无效的保护定子绕组的绝缘引起的泄露电流(例如电阻性电流泄露)。可以提供传感器以检测泄露电流。遗憾的是，传感器可能对环境和/或工作温度变化是特别敏感的，因此对于被检测泄露电流可以产生失真值。因此，可能期望提供用于检测泄露电流的改进的传感器。
发明内容
在范围上与原始要求保护的发明相当的一些实施例概括如下。这些实施例不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是这些实施例只想提供对本发明的可能形式的简要总结。实际上，本发明可以包括与下文陈述的实施例类似的或不同的各种形式。
根据第一实施例，系统包括传感器，所述传感器被配置成检测与工业机的操作关联的电泄露电流。所述传感器包括磁芯和环绕所述磁芯的第一部分的第一绕组。所述第一绕组包括第一匝数。所述第一绕组被配置成获得与所述工业机的操作关联的一组电流测量值。所述传感器包括环绕所述磁芯的第二部分的第二绕组。所述第二绕组包括第二匝数。所述第二绕组被配置成获得与所述工业机的 操作关联的所述一组电流测量值。所述第一绕组和所述第二绕组各自被配置成基于所述一组电流测量值生成相应的输出。所述相应的输出被配置成用来基于所述磁芯的温度，降低所述一组电流测量值的失真的发生。
根据第二实施例，非瞬态计算机可读介质具有存储于其上的计算机可执行代码，所述代码包括指令，所述指令：接收与缠绕在电流传感器的磁芯上的第一组绕组和第二组绕组关联的线电压测量值；通过所述电流传感器接收多个电泄露电流测量值；以及计算所述第一组绕组和所述第二组绕组各自的相应输出电压的幅值和相位角。所述相应的输出电压的幅值和相位被引用为所述线电压测量值。所述代码包括指令，所述指令：至少部分基于所述相应的输出电压的所述相位角，计算与所述第一组绕组和所述第二组绕组中的每一个对应的相移角和导磁率值；以及基于所述相移角和所述导磁率值，得出一个或多个校正因数。所述一个或多个校正因数被配置成校正所述电泄露电流测量值的基于温度的或基于老化的失真。
根据第三实施例，系统包括处理器，所述处理器被配置成接收与缠绕在电流传感器的磁芯上的第一组绕组和第二组绕组关联的线电压测量值；通过所述电流传感器接收多个电泄露电流测量值；以及计算所述第一组绕组和所述第二组绕组各自的相应输出电压的幅值和相位角。所述相应的输出电压的幅值和相位被引用为所述线电压测量值。所述处理器被配置成至少部分基于所述相应的输出电压的相位角，计算与所述第一组绕组对应的第一相移角和与所述第二组绕组对应的第二相移角；至少部分基于所述相应的输出电压的相位角，计算所述电流传感器的磁芯的导磁率值；以及基于所述相移角和所述导磁率值，得出一个或多个校正因数。所述一个或多个校正因数被配置成校正所述电泄露电流测量值的基于温度的或基于老化的失真。
附图说明
当参照附图阅读下文的详细描述时，会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，附图中相同的字符在所有图中代表相同的部件，其中：
图1是根据目前的实施例的工业机和包括控制器的控制系统的一个实施例的框图；
图2是根据目前的实施例的包括第一绕组和第二绕组的图1的系统的等效电路的一个实施例的框图；
图3是根据目前的实施例的包括信号调理电路的图2的等效电路的详细框图；以及
图4是根据目前的实施例的图示用于校正被检测泄露电流信号的基于温度的失真的过程的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下文将描述本发明的一个或多个特定的实施例。为了提供对这些实施例的简洁描述，在说明书中可以不描述实际实施的所有特征。应当认识到，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须进行许多实现特定的决策，以获得开发者特定的目标，诸如顺从可能随实施的不同而变化的系统相关和业务相关的约束。而且，应当认识到，这样的开发工作可能是复杂的耗时的，不过对于得益于本申请的本领域技术人员，这还是设计、加工以及制造的常规任务。
在介绍本发明的各个实施例的元件时，英语不定冠词“一个”、定冠词“这个”和“所述”想要表示有一个或多个这个元件。词语“包含”、“包括”和“具有”想要是包括性的，表示除了所列元件之外可以有附加元件。
目前的实施例涉及两绕组配置的电流传感器，其可以用来通过例如校正和补偿传感器的环境和/或操作温度变化和/或传感器的磁芯 的机械应力提供被检测泄露电流的准确测量。在一个实施例中，传感器可以包括高灵敏度电流互感器(HSCT)。具体地，传感器可以包括具有第一匝数的第一组绕组和具有第二匝数的第二组绕组。第一组绕组和第二组绕组可以独立地缠绕在传感器的磁芯上，使得传感器提供至少两个电压输出。在一个实施例中，两个输出可以连接到具有多路复用功能的信号调理电路的输入，以确保每一时段上传感器的两个电压输出中只有一个信号被电连接和处理。基于传感器的两个电压输出(和通过电流传感器和高电压传感器获得的其它测量值)和参数，与第一组绕组和第二组绕组对应的相应相移和传感器磁芯的瞬时导磁率(例如对应于当前环境和/或操作温度)可以被计算，并被用来补偿或校正例如可能出现在被检测泄露电流中的任何误差。而且，基于两个电压输出，并引申到第一组绕组和第二组绕组的相应相移，可以提供被检测泄露电流是否包括电容性泄露电流、电阻性泄露电流或电容性泄露电流和电阻性泄露电流的组合的指示。实际上，尽管主要参照电流传感器讨论了目前的实施例，但应当认识到本文中描述的技术可以应用于任何基于磁芯的传感器和/或其它基于磁芯的装置。
考虑前面所述，描述工业机和控制系统，诸如图1中图示的示例性工业机和控制系统10可能是有用的。如所描绘的，系统10可以包括工业机12，工业机12包括许多定子绕组14、许多泄露电流传感器16、18和20和许多电压传感器22、24和25，他们全部通信耦连到控制器26。工业机12可以是用于将电功率输入转换成机械输出以驱动另一系统或装置的任何单或多相同步、异步或感应电机。例如，在一些实施例中，工业机12可以是单或多相电动机、感应电动机或在其他实施例中为发电机。因此，如图示，工业机12可以包括定子绕组14。如可以认识到，定子绕组14可以包括单或多相导体(例如相位a、b、c)，他们可以缠绕在铁磁芯上，在用电流激励时形成磁 极。尽管没有图示，应当认识到由定子绕组14的绕组产生的磁场可以使传动轴旋转。
如之前提到的，许多泄露电流传感器16、18和20可以通信耦连到定子绕组14的三相(例如相位a、b、c)中的每一相，并扩展到机器12。在一些实施例中，泄露电流传感器16、18和20可以包括例如高灵敏度电流互感器(HSCT)、其它电流互感器(CT)或输出与流过电和/或通信耦连的相导体27的被检测电流成比例的信号(例如AC/DC电压或电流)的任何装置。还如图示的，许多电压传感器22、24和25可以通信耦连到定子绕组14的三相(例如相位a、b、c)中的每一相，并且扩展到机器12。电压传感器22、24和25可以包括例如用于产生与在三相导体27上的被检测电压成比例的电压的各种高电压传感器(HVS)(例如高压分压器)中的任何一种。
在一些实施例中，泄露电流传感器16、18和20可以通信耦连到与定子绕组14的三相导体27(例如相位a、b、c)中的每一相对应的对应泄露电流传感器接口模块28、30和32。泄露电流传感器接口模块28、30和32可以用于处理泄露电流传感器16、18和20的输出(例如在现场)，随后将泄露电流传感器的输出传递到控制器26。泄露电流传感器16、18和20还可以包括处理器(例如微控制器)，以在将输出传输到电流传感器接口模块28、30和32之前对泄露电流传感器的输出执行一个或多个处理操作。类似地，电压传感器22、24和25可以通信耦连到与定子绕组14的三相导体27(例如相位a、b、c)对应的对应电压传感器接口模块34、35和36。电压传感器接口模块34、35和36可以用于处理电压传感器22、24和25的输出(例如在现场)，随后将电压传感器的输出传递到控制器26。因此，应当理解，电流传感器接口模块28、30和32和电压传感器接口模块34、35和36可以包括一个或多个处理器(比方说例如处理器37)和存储器(比方说例如存储器39)，以执行前述的功能和/或操作。
在一些实施例中，控制器26可以适于产生并执行各种控制算法和技术，以控制定子绕组14的电流和/或电压，并扩展到机器12的输出(例如速度、力矩、频率等等)。控制器26还可以提供操作员接口，通过所述操作员接口，工程师或技术人员可以监控系统10的组件，诸如机器12的组件(例如泄露电流传感器16、18和20和电压传感器22、24和25)。相应地，如将进一步认识到，控制器26可以包括：一个或多个处理器37，处理器可以用来处理可读的和可执行的计算机指令；存储器39，存储器可以用来存储可读的和可执行的计算机指令和其它数据。这些指令可以在存储于有形非瞬态计算机可读介质(诸如控制器26的存储器39和/或其它存储装置)中的程序中编码。而且，一个或多个处理器37和存储器39可以允许控制器26用指令可编程地改进，不需要包括例如附加硬件组件就可以执行一个或多个目前公开的技术。
在一些实施例中，控制器26还可以驻存各种工业控制软件，诸如人机界面(HMI)软件、制造执行系统(EMS)、分布式控制系统(DCS)和/或监控和数据获取(SCADA)系统。例如，在一个实施例中，控制器26可以是可以从纽约、斯克内克塔迪市通用电气公司购买的Motor Stator Insulation Monitor(电机定子绝缘监测器MSIM)TM。因此，控制系统可以是单独的控制系统，或者用来监控和调节机器12的各个操作参数的几个控制和/或监控系统中的一个。如将进一步认识到，控制器26可以用来监控可能与三相(例如相位a、b、c)定子绕组14关联的泄露电流和和/或耗散因数(DF)。具体地，泄露电流和可以以电容性泄露电流和/或电阻性泄露电流的形式出现在定子绕组14的一个或多个相位中。总泄露电流(例如电容性泄露电流和电阻性泄露电流的矢量和)如果持续的话，可能引起定子绕组14的机械损坏或热损坏。
现在来看图2，图示了传感器16的一个实施例的框图。出于图示目的，此后，可以只参照传感器16(例如相位a)讨论传感器16、18和20。然而，应当认识到，目前的实施例可以参照传感器16、18和20中的每一个或可存在于系统10中的其它传感器16、18和20来实现。而且，在图2中，工业机12的至少一相(例如相位a)描绘为等效负载14，绝缘材料中的路径图示为包括电容Cleakage和电阻Rleakage的等效电路40。图2的系统10还可以包括等效电压源41，它可以是多相电压源(例如单相或多相电网)中的一相，它可以用来给工业机12和/或等效负载14提供功率。
如之前参照图1提到的，传感器16可以是用来测量机器的定子绕组14的低水平泄露电流的任何装置。具体地，如在图2中图示的，在一些实施例中，传感器16可以是包括磁芯42和磁芯绕组44、46的基于磁线圈的电流换能器。传感器16的磁芯42可以包括高导磁率的磁材料，比方说例如高镍、铁、超合金或可以对机械应力表现出高灵敏度的其它类似的高导磁率的磁材料。如将进一步认识到的，传感器16的传感功能可能对环境和/或操作温度变化非常敏感。特别是，传感器16的磁芯绕组44、46上的热效应可以引起传感器16的磁芯42经历相当大的机械应力。实际上，传感器16由于温度变化进而扩展到机械应力的响应可能是高度非线性的。这可以导致传感器16生成失真的泄露电流测量值，该测量值根据传感器16的环境和/或操作温度不期望地变化。
具体地，传感器16可以包括高度非线性的温度响应，因此传感器16可能对环境和/或操作温度变化非常敏感。在一个实施例中，高度非线性的温度变化可以在特定的操作温度范围内。例如，传感器16的电压输出的信号相位在70C到0C度之间可以变化大约20％，在0C到-20C度之间变化多达大约80％。具体地，较低的环境温度(例如更冷或寒冷的温度)可以引起传感器16和磁芯42收缩，经历大的机械应力。磁芯42还可能经历材料变化(例如分子和/或装 置特征的变化)。这可能导致磁芯42的磁材料的导磁率降低，因此降低磁芯绕组44和46的电感。
因此，为了补偿机械应力和磁芯材料变化，在一些实施例中，传感器16可以包括至少两个磁芯绕组44、46，每个绕组缠绕在磁芯42上。磁芯绕组44、46可以用来通过测量来自电功率输入Iin和输出Iout的差分电流来感测和测量泄露电流。基于矢量电流输入Iin、输出Iout和线电压的测量值，可以计算(例如通过电流传感器接口模块28或可以作为传感器16的一部分被包括的其它处理器来计算)磁芯42的导磁率。传感器16的输出信号相移可以与磁芯绕组44、46的电感(例如L1，L2)成反比，与负载电阻(例如RL)成正比。
在一些实施例中，磁芯绕组44、46可以用来一起测量电流输入Iin和输出Iout的幅值和相位，对于由磁芯42的材料上的温度变化、其它热效应和/或老化效应(例如导磁率蠕变)引起的变化，测量值可以被校正。具体地，绕组44可以被配置成具有特定的匝数(N1)，绕组46可以被配置成具有特定的匝数(N2)。在一些实施例中，绕组44和绕组46之间的匝数比可以是1.5∶1比率、2∶1比率、3∶2比率、4∶3比率或匝数(N1)不等于匝数(N2)的其它比率。如图所示，绕组44和绕组46可以单独地、独立地缠绕在传感器16的磁芯42上。因此，在测量电流时，传感器16可以产生至少两个独立的电压输出(例如Output1和Output2)。
在一些实施例中，如图3中图示，传感器16的Output1和Output2(例如对应于绕组44和绕组46上的电压)可以分别耦连到信号调理电路48(例如，信号调理电路48可以包括于一个或多个电流传感器接口模块28、30和32内)的输入，信号调理电路48可以包括多路复用功能(例如多路复用开关50)，以确保一次只有Output1和Output2中的一个信号被电连接和处理。基于传感器16的Output1和Output2的测量值和电压源41的测量电压(例如通过电压传感器22测量)，可以计算(例如通过电流传感器接口模块28或 可以作为传感器16的一部分被包括的其它处理器来计算)传感器16的磁芯42的瞬时导磁率(例如与当前环境和/或操作温度对应的导磁率)。电流传感器接口模块28(或电流传感器接口模块30和32)然后可以使用瞬时导磁率来补偿例如可能出现在被检测的泄露电流信号和中的任何误差。实际上，如将进一步认识到，基于Output1和Output2的测量值，电流传感器接口模块28(或电流传感器接口模块30和32)可以测量由磁芯绕组44测量的相移(Θ+α)°和由磁芯绕组46测量的相移(Θ+β)°。具体地，如将进一步认识到，电流传感器接口模块28(或电流传感器接口模块30和32)可以使用Output1和Output2来计算与被检测的泄露电流信号和关联的特定相位角Θ和与可能分别由磁芯绕组44和46引入的相移关联的特定相位角α和β。以此方式，电流传感器接口模块28(或电流传感器接口模块30和32)可以提供被检测泄露电流和是否包括电容性泄露电流、电阻性泄露电流或电容性泄露电流和电阻性泄露电流的组合的指示。
例如，在一些实施例中，传感器16(或传感器18和20)可以获得泄露电流测量值和泄露电流测量值可以表示为：
   等式(1)
然后可以根据以下等式计算电压输出Output1和Output2(例如通过一个或多个电流传感器接口模块28、30和32或者通过可以作为相应的传感器16、18和20的一部分而被包括的其它(若干)处理器)：
等式(2)，和
等式(3)
如上文提到的，相位角Θ可以是被检测的泄露电流的相位角。在上文所示的等式(2)和等式(3)中的相位角α和β可以代表相应的相移，这些相移可能由于例如基于传感器16的环境和/或操作温度和/或老化磁芯以及扩展到传感器16(或传感器18和20)的磁芯42上的机械应力的失真，被传感器16(或传感器18和20)的磁芯绕组44、46引入。类似地，和可以代表用来描述与绕组44、46对应的传感器16(或传感器18和20)的功能的相应传递函数。因此，基于传递函数和根据以下等式，则可以计算(例如通过一个或多个电流传感器接口模块28、30和32或通过可作为相应的传感器16、18和20的一部分被包括的其它(若干)处理器)相应的相移角α和β和导磁率(例如导磁率可以是根据磁芯42的温度和老化而变化的变量)。
tan(α)=RS1+RLωL1=S1μ]]>    等式(4)，和
tan(β)=RS2+RLωL2=S2μ]]>    等式(5)
因此，可以基于通过传感器16的相应的磁芯绕组44和46检测的独立的电压输出Output1和Output2，计算传感器16的磁芯42的瞬时导磁率μ(例如与当前环境和/或操作温度和老化对应的导磁 率)和相移角α和β。具体地，如图示的，相移角α和β可以与绕组44和46的电感(例如L1，L2)成反比，与传感器16的负载电阻(例如RL)和线圈电阻(例如RS2)成正比。然后，电流传感器输入模块28(或电流传感器输入模块30和32)可以使用瞬时导磁率来补偿或校正例如可能出现在被检测的泄露电流中的任何误差。以此方式，例如，不管传感器16(或传感器18和20)的环境和/或操作温度或老化和/或基于其的磁芯42的机械应力如何，传感器16(或传感器18和20)可以提供泄露电流信号和的准确测量。而且，电流传感器接口模块28(或电流传感器接口模块30和32)可以提供被检测的泄露电流是否包括电容性泄露电流、电阻性泄露电流或电容性泄露电流和电阻性泄露电流的组合的指示。
现在来看图4，呈现了图示过程52的一个实施例的流程图，过程52用来通过使用例如电流传感器接口模块28、30和32或可以作为图1中描绘的系统10中包括的传感器16、18和20的一部分被包括的一个或多个处理器，校正被检测的泄露电流信号的基于温度和基于老化的失真。过程52可以包括存储于非瞬态机器可读介质(比方说例如存储器39)中例如由一个或多个电流传感器接口模块28、30和32和/或其它处理装置执行的代码或指令。过程52可以开始，一个或多个传感器16、18和20获得(块54)泄露电流测量值(例如泄露电流信号和)和线电压测量值。过程52可以继续，一个或多个电流传感器接口模块28、30和32和/或其它处理装置(例如作为一个或多个传感器16、18和20的一部分被包括的)计算(块56)第一和第二组磁芯绕组44和46中每个的输出电压(例 如Output1和Output2)，并确定第一和第二组磁芯绕组44和46中每个的输出电压(例如Output1和Output2)的相位角(Θ+α)°和(Θ+β)°(例如参照线电压)。
过程52然后可以继续，一个或多个电流传感器接口模块28、30和32和/或其它处理装置(例如作为一个或多个传感器16、18和20的一部分被包括的)例如基于磁芯绕组44和46的相应输出电压(例如Output1和Output2)和输出电压(例如Output1和Output2)关联的相位角(Θ+α)°和(Θ+β)°，计算(块58)可能由各绕组44和46引入的第一和第二相移角α°和β°以及磁芯42的导磁率值μ。过程52然后可以结束，一个或多个电流传感器接口模块28、30和32和/或其它处理装置(例如作为一个或多个传感器16、18和20的一部分被包括的)基于与绕组44和46关联的计算得到的第一和第二相移角α°和β°以及磁芯42的导磁率值，校正(块60)泄露电流测量值(例如泄露电流信号和)中的一个或多个基于温度和基于老化的误差和/或失真。具体地，可以生成一个或多个校正因数。如之前参照图3在上文提到的，以此方式，传感器16(或传感器18和20)例如可以不管传感器16(或传感器18和20)的环境和/或操作温度和老化和/或基于其的磁芯42的机械应力如何，提供泄露电流信号和的准确测量。而且，电流传感器接口模块28(或电流传感器接口模块30和32)可以提供被检测的泄露电流测量值(例如泄露电流信号和)是否包括电容性泄露电流、电阻性泄露电流或电容性泄露电流和电阻性泄露电流的组合的指示。
目前的实施例的技术效果涉及两绕组配置的电流传感器，其可以用来通过例如校正和补偿传感器的环境和/或操作温度变化和/或传感器的磁芯上的机械应力提供对被检测电流的准确测量。在一个实施例中，传感器可以包括高灵敏度电流互感器(HSCT)。具体地，传感器可以包括具有第一匝数的第一组绕组和具有第二匝数的第二组绕组。第一组绕组和第二组绕组可以独立地缠绕在传感器的磁芯上，使得传感器提供至少两个电压输出。在一个实施例中，两个输出可以连接到具有多路复用功能的信号调理电路的输入，以确保在每个时段上传感器的两个电压输出中只有一个信号被电连接和处理。基于传感器的两个电压输出(和通过电流传感器和高电压传感器获得的其它的测量值)和参数，与第一组绕组和第二组绕组对应的相应相移和传感器磁芯的瞬时导磁率(例如对应于当前环境和/或操作温度)可以被计算，并用来补偿或校正可能存在于例如被检测的泄露电流中的任何误差。而且，基于两个电压输出，并延伸到第一组绕组和第二组绕组相应的相移，可以提供被检测的泄露电流是否包括电容性泄露电流、电阻性泄露电流或电容性泄露电流和电阻性泄露电流的组合的指示。
此书面描述使用示例公开了本发明，包括最佳方式，还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包括的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，可以包括本领域技术人员容易想到的其它示例。其它这种示例如果具有不与权利要求的文字语言不同的结构元件或包括与权利要求的文字语言无明显不同的等同结构元件，则预期在权利要求的范围内。