New Quality of Current Measurement in Power Switchgear with the Use of PCB Sensors

In the paper separable and non-separable current transducers using printed circuit board technology have been presented. The transducers are characterized by a measurement range from a fraction of an ampere to 100 kA, perfect linearity and measurement bandwidth from 10 Hz to 20 kHz. The PCB technology makes it possible to obtain very high repeatability of transducer electrical parameters. The spread in the value of the most important parameter – the sensitivity, in a typical production lot is less than 0.5%. The same transducer can work simultaneously with protection device and power meter. The wide bandwidth of the transducer made in PCB technology enables its use in power quality analyzers. The additional advantage of PCB technology is the possibility to integrate the transducer with signal processing circuits. The construction of separable current transducer using PCB technology makes it possible to install it over the wire with measured current without disconnecting primary circuits. Transducers made in PCB technology have very symmetric secondary winding which is a crucial factor in ensuring that the measurement results are largely independent of the external magnetic fields not associated with the measured current.

W artykule przedstawiono rozłączalne i nierozłączalne bezrdzeniowe przetworniki prądowe wykonane w technologii wielowarstwowych obwodów drukowanych (PCB). Przetworniki te charakteryzują się zakresem pomiaru od ułamka ampera do 100 kA, doskonałą liniowością oraz pasmem częstotliwości od 10 Hz do 20 kHz. Zastosowana technologia PCB umożliwia uzyskanie dużej powtarzalności parametrów elektrycznych przetworników. Rozrzut najważniejszego parametru przetwornika, jakim jest współczynnik przetwarzania (czułość), w typowej partii produkcyjnej jest na poziomie poniżej 0,5%. Dzięki temu ten sam przetwornik może współpracować z urządzeniami zabezpieczeniowymi oraz urządzeniami pomiarowymi służącymi do rozliczania energii. Uzyskana szerokość częstotliwościowego pasma pomiarowego umożliwia zastosowanie tych przetworników prądu w analizatorach jakości energii. Zaletą zastosowania technologii PCB jest możliwość integracji przetworników prądowych z układami przetwarzania sygnałów. Konstrukcja rozłączalnego przetwornika prądowego wykonanego w technologii PCB umożliwia zainstalowanie go na przewodzie z mierzonym prądem bez rozłączania prądowych obwodów pierwotnych. Przetworniki wykonane w technologii PCB charakteryzują się doskonałą symetrią uzwojenia, dzięki temu wynik pomiaru za pomocą przetwornika jest w dużej mierze niezależny od zewnętrznych pól magnetycznych niezwiązanych z mierzonym prądem.