(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体（１９）内の電流を測定するためのセンサ（１）であって、
前記センサ（１）は、少なくとも１つの絶縁層（３）と、第１の方向（ｚ）にスタックされた少なくとも２つのメタライゼーション層（１０１、１０２）と、を備えるスタックを備え、
前記センサ（１）は、導電材料の第１の巻線と、導電材料の第２の巻線と、を備え、
前記第１の巻線および前記第２の巻線は、各々、第１の部分（５、２０５、３０５）と、第２の部分（７、２０７、３０７）と、を備え、
前記第１の部分（５、２０５、３０５）は、前記スタック内に備えられたメタライゼーション層（１０１、１０２）内に形成され、主に第２の方向（ｙ）に延在し、第１の重心（１０５、２１０、３１０）を有し、
前記第２の部分（７、２０７、３０７）は、前記スタック内に備えられたメタライゼーション層（１０１、１０２）内に形成され、主に前記第２の方向（ｙ）と反対方向に延在し、第２の重心（１０６、２１１、３１１）を有し、
前記第１の巻線の前記第１の重心（１０５）および前記第１の巻線の前記第２の重心（１０６）を含む第１の平面と、前記第２の巻線の前記第１の重心（２１０、３１０）および前記第２の巻線の前記第２の重心（２１１、３１１）を含む第２の平面とが、前記第２の方向（ｙ）の共通の交線にて交差し、
前記第１の方向（ｚ）および前記第２の方向（ｙ）は、直交方向であり、
前記センサ（１）は、前記第１の巻線を流れる電流と、前記第２の巻線を流れる電流と、を測定するように構成される測定手段（１１）をさらに備え、
前記第１の巻線の前記第１の部分（５）および前記第２の部分（７）は、前記スタック内に備えられた異なるメタライゼーション層（１０１、１０２）内にあり、
前記第２の巻線の前記第１の部分（３０５）および前記第２の部分（３０７）は、前記スタック内に備えられた第１のメタライゼーション層（１０１）内にある、
センサ（１）。
【請求項２】
前記センサ（１）は、導電材料の追加の第１の巻線を備え、
前記追加の第１の巻線は、前記第１の巻線に直列に接続され、第１の部分（５）および第２の部分（７）を備え、
前記第１の部分（５）は、前記スタック内に備えられたメタライゼーション層（１０１）内に形成され、主に第２の方向（ｙ）に延在し、第１の重心（１０５）を有し、
前記第２の部分（７）は、前記スタック内に備えられたメタライゼーション層（１０２）内に形成され、主に前記第２の方向と反対方向に延在し、第２の重心（１０６）を有し、
前記追加の第１の巻線の前記第１の重心（１０５）および前記第１の巻線の前記第２の重心（１０６）は、前記第１の平面に平行な追加の第１の線上にある、
請求項１記載のセンサ（１）。
【請求項３】
前記第１の巻線および前記第２の巻線は、異なる回路内にあり、
前記測定手段（１１）は、前記第１の巻線内の電流と前記第２の巻線内の電流とを別々に測定するように構成され、
前記センサ（１）は、前記測定された電流を比較するための比較手段（１１）を備える、
請求項１または２に記載のセンサ（１）。
【請求項４】
前記第１の巻線および前記第２の巻線は、互いに直列に接続される、
請求項１または２に記載のセンサ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体内の電流を測定するためのセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１３／０３４６６１号（ＷＯ２０１３／０３４６６１）には、導体に接触せずに、導体内の電流を測定するためのセンサが記載されている。センサの第１および第２の磁気棒は、ＰＣＢのスルーホールの対向側に配置される。第１および第２の磁気棒は、平行である。導体は、ＰＣＢ内のスルーホールを突き通る。測定コイルおよび励磁コイルは、第１の磁気棒の周りに巻回される。同様に、測定コイルおよび励磁コイルは、測定コイルおよび励磁コイルが同心円になるように、第２の磁気棒の周りに巻回される。励磁コイルは、対応する磁気棒を定期的に飽和状態にするように、供給源によって供給される。コイルは、ＰＣＢのメタライゼーション層内のトラックによって各々形成され、ビアによって接続される。導体内の電流の変化は、４つのコイルを流れる電流を加算および減算することによって測定される。
【０００３】
多くの場合、電流が流れている１つまたは複数の他の導体もまた近辺に存在する。１つまたは複数の他の導体を流れるこの種の電流は、測定コイルおよび励磁コイルを流れる電流も引き起こし、それゆえ、測定コイルを流れる電流の不正確な測定値を引き起こしうる。他の導体を流れる電流は、測定コイルおよび励磁コイルを流れる電流が導体内の実際の電流より高いまたは大きいという影響を有しうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、この種のセンサによって導体を流れる電流の測定の精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、請求項１に記載の本発明の実施形態によって達成される。
【０００６】
第１の巻線および第２の巻線が導電材料であるので、電流は、磁場の変化によって、第１の巻線内または第２の巻線内に生成可能である。第１の巻線および第２の巻線が導電材料であり、それゆえ例えばＰＣＢのメタライゼーション層内に実現可能であるため、第１の巻線および第２の巻線の２つの部分は、導電性である。巻線ごとに、第１の部分は、第１の重心を有し、第２の部分は、第２の重心を有する。第１の巻線のための第１の重心および第２の重心を通る平面と、第２の巻線のための第１の重心および第２の重心を通る平面と、は、第２の方向の共通の交線において交差するので、第２の方向の共通の交線は、また、第１の平面および第２の平面の両方に備えられる。第１の巻線の第１の重心および第１の巻線の第２の重心とともに、共通の交線は、第１の平面を定義する。同様に、第２の巻線の第１の重心と、第２の巻線の第２の重心と、共通の交線と、の組み合わせは、第２の平面を定義する。
【０００７】
第１の平面および第２の平面が１つの線で交差するので、第１の平面および第２の平面は、平行ではなく、巻線の方向感度は、異なる。
【０００８】
測定手段を用いて、第１の巻線を流れる電流と第２の巻線を流れる電流とを測定することによって、方向感度のこの差は、１つまたは複数の測定値に備えられる。
【０００９】
本願明細書において、「主に第２の方向に延在する」とは、第２の方向の第１の部分または場合によっては第２の部分のエンドポイントの座標間の差の絶対値が、第２の方向に垂直な２つの方向のエンドポイントの座標間の差の絶対値より大きいことを意味する。
【００１０】
メタライゼーション層内に形成される第１の部分および第２の部分によって、センサは、大きくする必要はなく、小型にすることができ、特に第１の方向に高い必要はない。
【００１１】
角度の差は、第１の重心および第２の重心の第１の方向の座標間の差が、第１の巻線および第２の巻線ごとに異なることから生じてもよい。差は、第１の方向または第２の方向またはその両方に垂直な方向の座標に生じてもよい。
【００１２】
典型的なさらなる実施形態において、第１の巻線および第２の巻線の両方の第１の部分および第２の部分は、異なるメタライゼーション層内にある。
【００１３】
本発明の第２の実施形態は、請求項２に記載のセンサによって提供される。
【００１４】
第１の巻線の第１の部分および第２の部分は、スタックの異なるメタライゼーション層内にあり、第２の巻線の第１の部分および第２の部分は、スタックの第１のメタライゼーション層内のみにあることによって、第１の平面および第２の平面は、平行ではない。
【００１５】
この実施形態の利点は、第２の巻線が、第２の方向に平行な導体内を流れる電流に対する感度が第１の巻線より高いということであり、導体は、第１のメタライゼーション層の平面内にある。
【００１６】
多くの場合において、電気システム内の導体は、３つの直交方向のうちの１つの方向に延在するように設計され、センサは、第２の方向が３つの直交方向のうちの１つの方向に平行に整列配置可能である。
【００１７】
本発明の第３の実施形態は、請求項３に記載のセンサによって提供される。
【００１８】
等しい値で反対側の角度にある第１の交線および第２の交線によって、センサは、巻線が最も感度が高い２つの方向を有し、それらの２つの方向は、第１の方向を中心に対称である。
【００１９】
この種の対称は、特定の方向に位置決められた、不所望のソースからの磁場を抑制するために、または、特定の方向の電流における正確な修正を可能にするために有利になりうる。
【００２０】
本発明の第４の実施形態は、請求項４に記載のセンサによって提供される。
【００２１】
追加の第１の巻線が第１の巻線に直列に接続されるので、追加の第１の巻線を流れる電流は、第１の巻線もまた流れる。これは、第１の巻線を流れる電流を測定するとき、追加の第１の巻線を流れる電流も同様に測定することを意味する。
【００２２】
さらに、追加の第１の巻線の方向感度に対応する追加の第１の平面は、第１の巻線の方向感度に対応する第１の平面に平行であるので、このことは、第１の巻線のみによって誘導される電流と比較して、より大きい電流が誘導されることを意味し、それゆえ、方向感度の低下によって生じる精度の低下なく、第１の巻線を流れる電流をより正確に決定できることを意味する。
【００２３】
本発明の第５の実施形態は、請求項５に記載のセンサによって提供される。
【００２４】
巻線が異なる回路内にあるので、巻線は直列ではない。それゆえ、第１の巻線内の電流と第２の巻線内の電流との影響は、相関が低い。第１の巻線内の電流と第２の巻線内の電流とを別々に（個々に）測定し、第１の巻線内の測定電流と第２の巻線内の測定電流とを比較することによって、異なる磁場の変化の強さおよび方向が決定可能であり、ひいては、電流の方向および変化を決定するために使用可能である。
【００２５】
本発明の第６の実施形態は、請求項６に記載のセンサによって提供される。
【００２６】
第１の巻線および第２の巻線が互いに直列に接続されるので、第１の巻線を流れる電流は、第２の巻線もまた流れる。これを用いて、第１の巻線が最適化され、同時に磁場ノイズを修正する方向に導体を流れる電流を測定することができる。この種の磁場ノイズは、例えば、測定されない他の方向に位置決めされる導体を流れる電流に対応してもよい。
【００２７】
本発明の第７の実施形態は、請求項７に記載のセンサによって提供される。
【００２８】
第１の巻線および第２の巻線の方向感度の相違が相殺されるので、コイルは、第１の巻線のみまたは第２の巻線のみを備えるコイルと比較して、第１の巻線および第２の巻線の両方が大きい方向感度を有する方向に大きい感度を有し、他方向の磁場の変化に対する感度が低い。
【００２９】
本願明細書において、「メタライゼーション層」とは、１つまたは複数の導電性のトラックが形成され、異なる電気部品を互いに電気的に接続する積層部分における層のために用いられる。一般的に、メタライゼーション層は、導電材料、典型的には銅のような金属の均一層を堆積させ、次に、この均一層をエッチングし、導電性のトラックのみを残すことによって得られる。
【００３０】
本願明細書において、「非磁性材料」とは、非常に低い磁化率を有する材料のために用いられる。
【００３１】
本願明細書において、「低電圧システム」とは、典型的には１０００ＶのＡＣまたは１５００ＶのＤＣまでの電圧を取り扱うように構成される電気送電網における電力供給の下流に用いられるシステムである。最大許容負荷電流範囲は、例えば、７４０Ａ、９８５Ａまたは１４２０Ａである。対応するそれぞれの短絡値は、いわゆるＩｐｋのために７３．５、１０５および１７６ｋＡである。この種の低電圧システムのためのモジュールの実施例は、モータースタータである。
【００３２】
本願明細書において、電流が測定される導体以外の導体内の電流の磁場変化の影響は、精度の低下を引き起こすノイズとみなされる。
【００３３】
以下、本発明の実施形態の実施例は、添付の概略図面を参照して記載されている。概略図面内の対応する参照符号は、対応する部分を示す。概略図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、特定の特徴は、本発明をより良く図示および説明するために誇張される場合がある。さらに、実施例は、包括的であることを意図せず、図面に示され、以下の詳細な説明において開示される正確な構成に本発明を制限または限定することも意図しない。
【００３４】
本発明を説明するために、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向が用いられ、これらはすべて垂直で、右利きの方向に選択される。対応するデカルト座標系が同様に用いられる。
【００３５】
以下の本発明の実施例において、＋ｚ方向は、垂直に上方向であり、すなわち、−ｚ方向は、重力の方向である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるセンサの平面図である。
【図２】本発明によるセンサの側面断面図である。
【図３】本発明によるセンサの第１の巻線である。
【図４】第１および第２の実施例による第２の巻線である。
【図５】第３の実施例による第２の巻線である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
第１の実施例
本発明の第１の実施例によるセンサ（１）は、印刷回路基板（ＰＣＢ）（２）を備える（図１および図２参照）。ＰＣＢ（２）は、層状の部分、例えばプレートとして、ｚ方向にスタックされた層を有して形成される。最大のｚ座標を有するＰＣＢ（２）の側は、本願明細書において、ＰＣＢ（２）の上側と称され、最小のｚ座標を有するＰＣＢ（２）の側は、本願明細書において、ＰＣＢ（２）の底側と称される。センサの平面図（すなわち−ｚ方向に見た図）が図１に示され、側面図が図２に示される。
【００３８】
ＰＣＢ（２）は、非磁性材料、例えば繊維ガラスまたはエポキシ樹脂の絶縁層（３）を備える。この実施例では、非磁性材料は、エポキシ樹脂である。
【００３９】
ＰＣＢ（２）は、第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）を備え、これらは、印刷された導電性のトラックおよびビア（すなわち導電接続）によって、異なるメタライゼーション層の間に、絶縁層（３）を介して形成される。トラックは、銅から形成される。銅は、非磁性材料である。
【００４０】
各トラックは、２つのエンドポイントを有し、ｙ方向に沿って第１のｙ座標から第２のｙ座標まで延在し、すなわち、トラックのエンドポイントは、第１のｙ座標または第２のｙ座標にある。各トラックは、また、ｘ方向に沿って第１のｘ座標から第２のｘ座標まで延在する。各ｙ座標において、異なるトラックごとにトラックのエンドポイントは、異なるｘ座標にある、または、１つのエンドポイントと他のトラックのエンドポイントとがビアによって接続される場合には、これらのエンドポイントは、同一のｘ座標を有する。トラックは、カーブしてもよい。しかしながら、この実施例では、トラックは、まっすぐな形を有する。各トラックは、メタライゼーション層内にあり、これは、エンドポイントのｚ座標が互いに等しいことを意味する。しかしながら、各トラックは、主にｙ方向に延在する。これは、第１のｙ座標と第２のｙ座標との差の絶対値が、第１のｘ座標と第２のｘ座標との差の絶対値より大きいことを意味する。また、第１のｙ座標と第２のｙ座標との差の絶対値は、第１のｚ座標と第２のｚ座標との差の絶対値より大きい。
【００４１】
図３には、第１のコイル（４）の第１の巻線がより詳細にさらに記載されている。
【００４２】
第１の巻線は、第１のメタライゼーション層（１０１）内の第１の部分（５）と、第２のメタライゼーション層（１０２）内の第２の部分（７）と、を備える。第１のメタライゼーション層（１０１）は、ＰＣＢ（２）の上側にあり、第２のメタライゼーション層（１０２）は、ＰＣＢ（２）の底側である。エンドポイントにおいて、第１の部分（５）は、ビア（６）によって第２の部分（７）のエンドポイントに接続されている。第２の部分（７）の他のエンドポイントにおいて、第１の巻線は、追加のビア（９）によって追加の第１の巻線に接続されている。第１の巻線および追加の第１の巻線は、隣接する巻線である。
【００４３】
第１の部分（５）は、座標（ｘ１０５、ｙ１０５、ｚ１０５）に第１の重心（１０５）を有する。第１の部分（５）は、第１の重心（１０５）を中心に対称である。第１の重心（１０５）の位置は、第１の部分（５）のエンドポイント間の中央にある。
【００４４】
第２の部分（７）は、座標（ｘ１０６、ｙ１０６、ｚ１０６）に第２の重心（１０６）を有する。第２の部分（７）は、第２の重心（１０６）を中心に対称である。第２の重心（１０６）の位置は、第２の部分（７）のエンドポイント間の中央にある。
【００４５】
第２の重心（１０６）のｘ座標（ｘ１０６）は、第１の重心（１０５）のｘ座標（ｘ１０５）より大きい。
【００４６】
第１の重心（１０５）および第２の重心（１０６）のｙ方向の座標は、等しい。
【００４７】
第２の重心（１０６）のｚ座標（ｚ１０６）は、第１の重心（１０５）のｚ座標（ｚ１０５）より小さい。
【００４８】
追加の第１の巻線は、第１の巻線と同一の方法で形成され、すなわち、追加の第１の巻線は、ｘ方向の異なる位置に配置される第１の巻線のコピーであり、すなわち、追加の第１の巻線は、より大きいｘ座標を有する第１の巻線の変換されたバージョンとみなされることができる。第１のコイル（４）は、複数のこの種の追加の第１の巻線を備え、より小さいｘ座標において、１つのさらに追加の第１の巻線を備える。このさらに追加の第１の巻線もまた、第１の巻線のさらなるコピーである。
【００４９】
第１のコイル（４）の方向感度を説明するために、第１の平面は、ｙ方向の線および第１の重心（１０５）と第２の重心（１０６）とを接続する線を備えることによって定義される。この第１の平面とｙ方向に垂直な基準面との交差は、第１の交線である。この第１の交線の方向は、第１のコイル（４）が、磁場の変化に最も高感度な方向に対応し、すなわち、この方向の磁場の変化は、第１のコイル（４）の最大電流を引き起こす。
【００５０】
図４には、第２のコイル（１０４）の第２の巻線がより詳細にさらに記載されている。
【００５１】
第２の巻線は、第１のメタライゼーション層（１０１）内の第１の部分（２０５）と、第２のメタライゼーション層（１０２）内の第２の部分（２０７）と、を備える。エンドポイントにおいて、第１の部分（２０５）は、第２のビア（２０６）によって第２の部分（２０７）のエンドポイントに接続されている。第２の部分（２０７）の他のエンドポイントにおいて、第２の巻線は、追加の第２のビア（２０９）によって追加の第２の巻線に接続されている。第２の巻線および追加の第２の巻線は、隣接する巻線である。
【００５２】
第１の部分（２０５）は、座標（ｘ２１０、ｙ２１０、ｚ２１０）に第１の重心（２１０）を有する。第１の部分（２０５）は、第１の重心（２１０）を中心に対称である。第１の重心（２１０）の位置は、第１の部分（２０５）のエンドポイント間の中央にある。
【００５３】
第２の部分（２０７）は、座標（ｘ２１１、ｙ２１１、ｚ２１１）に第２の重心（２１１）を有する。第２の部分（２０７）は、第２の重心（２１１）を中心に対称である。第２の重心（２１１）の位置は、第２の部分（２０７）のエンドポイント間の中央にある。
【００５４】
第２の重心（２１１）のｘ座標（ｘ２１１）は、第１の重心（２１０）のｘ座標（ｘ２１０）より小さい。
【００５５】
第１の重心（２１０）および第２の重心（２１１）のｙ方向の座標は、等しい。
【００５６】
第２の重心（２１１）のｚ座標（ｚ２１１）は、第１の重心（２１０）のｚ座標（ｚ２１０）より小さい。
【００５７】
追加の第２の巻線は、第２の巻線のように形成され、すなわち、追加の第２の巻線は、ｘ座標のみがより小さい第２の巻線のコピーである。第２のコイル（１０４）は、複数のこの種の追加の第２の巻線を備え、より大きいｘ座標において、１つのさらに追加の第２の巻線を備える。このさらに追加の第２の巻線もまた、第２の巻線のさらなるコピーである。
【００５８】
第２のコイル（１０４）の方向感度を説明するために、第２の平面は、ｙ方向の線および第１の重心（２１０）と第２の重心（２１１）とを接続する第２の線を備えることによって定義される。この第２の平面とｙ方向に垂直な基準面との交差は、第２の交線である。この第２の交線の方向は、第２のコイル（１０４）が磁場の変化に最も高感度な方向に対応し、すなわち、この方向の磁場の変化は、第２のコイル（１０４）の最大電流を引き起こす。
【００５９】
第１の巻線の第１の重心（１０５）の座標と第１の巻線の第２の重心（１０６）の座標との差が、第２の巻線の第１の重心（２１０）の座標と第２の巻線の第２の重心（２１１）の座標との差と異なるので、第１の交線および第２の交線は異なる方向を有する。さらに、第１の交線および第２の交線の両方が基準面にあるので、第１の線および第２の線は互いにカット（交差）する。この例では、ｚ方向は、第１の交線と第２の交線との間を二分する、すなわち、第１の交線および第２の交線は、ｚ方向に対して反対側の角度にある。
【００６０】
線が互いにカット（交差）するので、線間の角度の絶対値は、０度より大きい。
【００６１】
さらに、線が互いにカット（交差）するので、第１の平面および第２の平面は、ｙ方向の共通の交線で交差する。
【００６２】
第１の交線および第２の交線が異なる方向を有するということは、第１の巻線および第２の巻線の最大感度が異なることを意味する。追加の第１の巻線およびさらに追加の第１の巻線が異なるｘ座標を有する第１の巻線のコピーであるので、それらのすべては、第１の巻線と同一方向に最大感度を有する。追加の第２の巻線およびさらに追加の第２の巻線が異なるｘ座標を有する第２の巻線のコピーであるので、それらのすべては、第２の巻線と同一方向に最大感度を有する。
【００６３】
第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）は、異なる電気回路内にあり、直列に接続されない。ＰＣＢ（２）は、第１のコイル（４）内の電流と第２のコイル（１０４）内の電流とを別々に測定する手段（１１）をさらに備える。測定手段（１１）は、計算手段を用いて、第１のコイル（４）内の測定電流と、第２のコイル（１０４）内の測定電流と、を比較するようにもまた構成される。比較の結果に基づいて、第１のコイル内の電流が修正されてもよいし、または、２つの異なる方向の２つの導体内の電流が決定されてもよい。
【００６４】
使用中、導体（１９）は、ｙ方向に平行に延在するように、センサ（１）に近接して位置付けられる。導体（１９）は、対称軸（２０）を中心に対称である。対称軸（２０）は、ｘ軸に垂直な導体（１９）の対称面の一部である。
【００６５】
対称面は、第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）を互いに等分する。第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）は、同一の巻き数（ここでは巻き数５）を有し、ｘ方向に同一の寸法を有する。
【００６６】
センサ（１）は、低電圧スイッチギヤ・キャビネットの引き出しにおいて用いられてもよい。スイッチギヤの引き出しは、配電母線に接触するように構成される主接点を有する。主接点は、スイッチに接続されている。スイッチは、ケーブルによって補助接点に接続され、補助接点は、補助回路に接触し、補助回路に配電母線からの電力を供給するように構成される。
【００６７】
導体（１９）は、スイッチギヤの引き出し内のスイッチから補助接点まで伸びるケーブルの１つである。
【００６８】
センサは、導体内の電流を高精度に測定するのに用いられ、導体（１９）から他の方向に位置決めされた追加の導体内の電流を測定するのにもまた用いられてもよい。
【００６９】
第２の実施例
第２の実施例において、第１の実施例のために記載されているような第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）は、直列に接続される。それゆえ、第１のコイル（４）を流れる電流を測定するための手段は、第２のコイル（１０４）を流れる電流もまた自動的に測定する。第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）がｘ方向に等しい寸法および同一の巻き数を有するとき、ｚ方向は、第１の交線と第２の交線との間を二分する、すなわち、第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）の方向感度が反対側の角度にあるので、第１のコイル（４）と第２のコイル（１０４）との組み合わせが磁場の変化に最も高感度な方向は、ｚ方向である。このように、第１のコイル（４）と第２のコイル（１０４）との間の方向感度の相違は、相殺される。
【００７０】
また、この第２の実施例では、使用中、導体（１９）は、ｙ方向に平行に延在するように、センサ（１）に近接して位置付けられる。導体（１９）は、対称軸（２０）を中心に対称である。対称軸（２０）は、ｘ軸に垂直な導体（１９）の対称面の一部である。
【００７１】
対称面は、第１のコイル（４）および第２のコイル（１０４）を互いに等分する。
【００７２】
センサ（１）は、低電圧スイッチギヤ・キャビネットの引き出しにおいて用いられてもよい。スイッチギヤの引き出しは、配電母線に接触するように構成される主接点を有する。主接点は、スイッチに接続されている。スイッチは、ケーブルによって補助接点に接続され、補助接点は、補助回路に接触し、補助回路に配電母線からの電力を供給するように構成される。
【００７３】
導体（１９）は、スイッチギヤの引き出し内のスイッチから補助接点まで伸びるケーブルの１つである。
【００７４】
センサは、第１の巻線内の電流、それゆえ第２の巻線内の電流もまた測定することによって、導体内の電流を測定するために用いられる。
【００７５】
この構成では、センサが磁場の変化に最も高感度な方向は、導体の中心線と一致し、このことは、その方向が導体内の電流の変化に最も高感度であることを意味する。このことは、センサが、他方向からのセンサの周りの磁場の変化に対する感度が低いこともまた意味する。
【００７６】
第３の実施例
第３の実施例によるセンサ（１）もまた、印刷回路基板（ＰＣＢ）（２）を備える。ＰＣＢ（２）は、層状の部分、例えばプレートとして、ｚ方向にスタックされた層を有して形成される。最大のｚ座標を有するＰＣＢ（２）の側は、本願明細書において、ＰＣＢ（２）の上側と称され、最小のｚ座標を有するＰＣＢ（２）の側は、ＰＣＢ（２）の底側と称される。
【００７７】
ＰＣＢ（２）は、非磁性材料、例えば繊維ガラスまたはエポキシ樹脂の絶縁層（３）を備える。この実施例では、非磁性材料は、エポキシ樹脂である。
【００７８】
ＰＣＢ（２）は、第１の巻線および第２の巻線を備え、これらは、印刷された導電性のトラックおよびビア（すなわち導電接続）によって、異なるメタライゼーション層の間に、絶縁層（３）を介して形成される。トラックは、銅から形成される。銅は、非磁性材料である。
【００７９】
各トラックは、２つのエンドポイントを有し、ｙ方向に沿って第１のｙ座標から第２のｙ座標まで延在し、すなわちトラックのエンドポイントは、第１のｙ座標または第２のｙ座標にある。各トラックは、また、ｘ方向に沿って第１のｘ座標から第２のｘ座標まで延在する。すなわち、トラックのエンドポイントは、第１のｘ座標または第２のｘ座標にある。各トラックは、メタライゼーション層内にあり、これは、エンドポイントのｚ座標が互いに等しいことを意味する。しかしながら、各トラックは、主にｙ方向に平行に延在する。これは、第１のｙ座標と第２のｙ座標との差の絶対値が、第１のｘ座標と第２のｘ座標との差の絶対値より大きいことを意味する。また、第１のｙ座標と第２のｙ座標との差の絶対値は、第１のｚ座標と第２のｚ座標との差の絶対値より大きい。
【００８０】
第１の巻線は、図３に関して第１の実施例のために記載されているのと同様である。唯一の相違は、第１の巻線が追加の第１のトラックに、およびさらに追加の第１のトラックに接続されていないということである。
【００８１】
図５には、第２の巻線がさらに記載されている。図５において、第１の巻線、および、第１の巻線内の電流と第２の巻線内の電流とを測定するための手段（１１）は、示されない。
【００８２】
第２の巻線は、第１の部分（３０５）および第２の部分（３０７）を備え、両者は、第１のメタライゼーション層（１０１）内にある。第１の部分（３０５）のエンドポイント（３２２）は、第２の部分（３０７）のエンドポイント（３２３）と一致する。第２の部分（３０７）の他のエンドポイント（３２４）において、および、第１の部分（３０５）の他のエンドポイント（３２１）において、第２の巻線は、第２の巻線を流れる電流を測定するように構成される測定手段（１１）に接続されている。第１の部分（３０５）は、座標（ｘ３１０、ｙ３１０、ｚ３１０）に第１の重心（３１０）を有する。
【００８３】
第２の部分（３０７）は、座標（ｘ３１１、ｙ３１１、ｚ３１１）に第２の重心（３１１）を有する。
【００８４】
第２の重心（３１１）のｘ座標（ｘ３１１）は、第１の重心（３０５）のｘ座標（ｘ３１０）より大きい。
【００８５】
第２の重心（３１１）のｙ座標（ｙ３１１）は、第１の重心（３１０）のｙ座標（ｙ３１０）より大きい。
【００８６】
第２の重心（３１１）のｚ座標（ｚ３１１）は、第１の重心（３１０）のｚ座標（ｚ３１０）に等しい。
【００８７】
この第２の巻線が磁場の変化に最大感度を有する方向は、ｚ方向に垂直な平面である。
【００８８】
第１の巻線および第２の巻線は、異なる電気回路内にあり、直列に接続されない。センサ（１）は、手段（１１）によって、第１の巻線内の電流と第２の巻線内の電流とを別々に測定するように構成される。手段（１１）は、計算手段を用いて、第１の巻線内の測定電流と、第２の巻線内の測定電流と、を比較するようにもまた構成される。比較の結果に基づいて、第１の巻線内の電流が修正されてもよいし、または、２つの異なる方向の２つの導体内の電流が決定されてもよい。
【００８９】
使用中、導体（１９）は、ｙ方向に平行に延在するように、センサ（１）に近接して位置付けられる。導体（１９）は、対称軸（２０）を中心に対称である。対称軸（２０）は、ｘ軸に垂直な導体（１９）の対称面の一部である。
【００９０】
対称面は、第１の巻線を等分する。
【００９１】
センサ（１）は、低電圧スイッチギヤ・キャビネットの引き出しにおいて用いられてもよい。スイッチギヤの引き出しは、配電母線に接触するように構成される主接点を有する。主接点は、スイッチに接続されている。スイッチは、ケーブルによって補助接点に接続され、補助接点は、補助回路に接触し、補助回路に配電母線からの電力を供給するように構成される。
【００９２】
導体（１９）は、スイッチギヤの引き出し内のスイッチから補助接点まで伸びるケーブルの１つである。
【００９３】
センサは、導体（１９）内の電流を高精度に測定するのに用いられ、導体（１９）から他の方向に位置決めされた追加の導体内の電流を測定するのにもまた用いられてもよい。
【００９４】
第４の実施例
第４の実施例によるセンサ（１）は、第１の実施例のために記載されているＰＣＢと類似のＰＣＢ（２）を備える。センサ（１）は、第１の巻線を備えるコイルをさらに備える。第１の巻線は、図３に関して記載されている第１の実施例の第１のコイルの第１の巻線と同一の方法で形成されるが、追加のビア（９）を備えていないという点が異なる。第１の巻線が、第１の実施例の第１の巻線と同一の方法で形成されるので、第１の巻線もまた、第１の重心を有する第１の部分および第２の重心を有する第２の部分を有する。
【００９５】
コイルは、図４に関して記載されている第１の実施例の第２のコイルの第２の巻線と同一の方法で形成される第２の巻線もまた備える。第２の巻線が、第１の実施例の第２の巻線と同一の方法で形成されるので、第２の巻線もまた、第１の重心を有する第１の部分および第２の重心を有する第２の部分を有する。第１の巻線は、最大のｘ座標およびｙ座標を有する第２の部分のエンドポイントにおいて第２の巻線に接続されている。第２の巻線は、最小のｘ座標および最大のｙ座標を有する第１の部分のエンドポイントにおいて第１の巻線に接続されている。両方のエンドポイントは、同一のメタライゼーション層内にある。
【００９６】
第１の巻線および第２の巻線が接続するｙ座標は、電流がセンサ（１）によって測定されうる導体のｙ座標に対応する。
【００９７】
コイルの方向感度を説明するために、第１の平面は、ｙ方向の線および第１の巻線の第１の重心と第２の重心とを接続する線を備えることによって定義される。この第１の平面とｙ方向に垂直な基準面との交差は、第１の交線である。この第１の交線の方向は、第１の巻線が磁場の変化に最も高感度な方向に対応する。
【００９８】
第２の平面は、ｙ方向の線および第２の巻線の第１の重心と第２の重心とを接続する第２の線を備えることによって定義される。この第２の平面とｙ方向に垂直な基準面との交差は、第２の交線である。この第２の交線の方向は、第２の巻線が磁場の変化に最も高感度な方向に対応する。
【００９９】
第１の線および第２の線は、互いに交差する。第１の線とｚ方向との間の角度は、ｚ方向と第２の線との間の角度に等しい。第１の巻線と第２の巻線との間のｘ方向の感度の相違は、相殺される。これは、コイルがｚ方向に最大感度を有することを意味する。
【０１００】
使用中、導体はｚ方向にあることが期待され、第１の巻線および第２の巻線が結合するｙ座標において、センサ（１）は、導体の方向に最大感度を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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