CN103065781A - 一种微型电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型电压互感器。它的柱形铁芯（1）由1个或数个门字形铁芯（2）紧密环绕，在柱形铁芯（1）和门字形铁芯之间安放有1个或数个线圈（3）（4）（5）（6），各线圈之间、线圈和铁芯之间用内绝缘层（10）（11）隔离，所有线圈、内绝缘层（10）（11）、铁芯（1）（2）都放置在支撑筒（9）内，支撑筒（9）、铁芯（1）（2）由外绝缘层（12）（14）密封，外绝缘层（9）四周固化了裙叶（13），接线柱（7）和（8）固结在外绝缘层的表面，整个结构固结在底座（15）上。与目前广泛使用的链环式互感器相比，具有体积小，重量轻，使用铜导线少，因而成本也较低等优点。它把互感器与瓷瓶结合在一起，可以代替电气设备上的高压瓷瓶，一物两用。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压互感器，它具有结构紧凑、体积小、重量轻等诸多优点，可以广泛使用在对互感器要求小型化的领域。
背景技术
在电气设备中，有很多要求使用小型电压互感器的场合，如电力机车上的高压互感器，电气化铁路接触网测试过程中安放在支柱上的高压互感器等，都要求小型化。这些场合使用的互感器功率都不大，只有几十伏安，有的甚至不到10伏安。然而，由于传统电压互感器采用链环式结构：即铁芯为一个闭环，线圈为一个闭环，两个闭环相互嵌套，成垂直角度。再加上在高压环境下还需要有足够的绝缘间隙，因此，传统的高压互感器的功率要求虽然不大，但尺寸都不可能做得太小。
体积过大的互感器浪费也很严重。铁芯、线圈之间的空隙都要求用绝缘材料填满；线圈从内到外绕了很多匝。越往外的线圈直径越大，使用的导线越多。导致材料耗费大，成本提高。
体积和重量过大的互感器不仅难以安装，而且影响现场作业。研制一种小型的互感器势在必行。
发明内容
导致电压互感器难以小型化的原因之一是线圈的层间电压不能过大。高压互感器的线圈从头至尾，相差几万伏，线圈一层一层地叠压在一起，其圈数和层数都要求足够多。传统的电压互感器只使用一个线圈，造成外面的导线缠绕周长过大，使用导线过多，使整个互感器的体积不可能过小。
本发明把原来的一个大线圈拆分成几个小的线圈。这些线圈的总圈数与一个大线圈相当，但线圈的直径小了，从而节约了材料，减少了尺寸。各个小线圈之间使用高性能绝缘材料隔离，从而保证了绝缘性能。图1中线圈3是高压线圈，因此可以做得小些，留有的绝缘空间更大些，线圈6是低压线圈，因此可以做得大些，绝缘空间小些。
导致电压互感器难以小型化的原因之二是铁芯也不能太小。因为有个极限高压下的磁路饱和的问题。铁芯又是导体，又需要绝缘，因此，传统互感器的铁芯要做得足够大。
本发明将一个铁芯拆分成多个门字形铁芯。这些铁芯的横截面的总面积与原来的一个铁芯相当。但分散后分别布置在柱形铁芯的周围，不仅有效地利用了空间，还保持了原有的性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、不影响互感器的工作性能。
二、充分利用了线圈、铁芯空余空间，可以大幅度降低互感器的体积，也降低了互感器的成本。
三、体积小、重量轻的互感器为现场维修、施工都带来了极大的方便。
附图说明
图1是本发明实施例的结构主视图。
图2是图1的仰视图。
图3是图1中A-A截面的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施方案1
首先制作好柱形铁芯1和若干个门字形铁芯2，再制作几个线圈3、4、5、6，注意高压线圈（例如，图1中的线圈3）的圈数要少些，以便留有足够的空间进行绝缘隔离。然后把各个线圈套在柱形铁芯上，并注意各线圈之间和铁芯之间的绝缘隔离。把做好的几个门字形线圈紧密环绕在柱形铁芯的周围，形成圆柱状。把这个由铁芯、线圈、绝缘层组成的圆柱状物体放入支撑筒9内，然后灌胶。灌胶成型后形成外绝缘层12、14和底座15。灌胶前注意引线和内部线圈的连接是否正确。最后浇注裙叶13。
实施方案2
当裙叶和外绝缘层使用陶瓷、玻璃等材料制作时，应首先整体烧制外绝缘层14、底座15和裙叶13所组成的外壳。烧制时注意顶部留有开口，以便将由铁芯1、2、线圈3、4、5、6和内绝缘层10、11组成的圆柱体放入预先烧制好的外壳内。最后进行封装等工艺即可。
Claims (5)
1.一种微型电压互感器，由柱形铁芯（1）、门字形铁芯（2）、多级线圈（3）（4）（5）（6）、接线柱（7）（8）、支撑筒（9）、内绝缘层（10）（11）、外绝缘层（12）（14）、裙叶（13）和底座（15）等组成，其特征在于：所述的柱形铁芯（1）由1个或数个门字形铁芯（2）紧密环绕，在柱形铁芯（1）和门字形铁芯（2）之间安放有1个或数个线圈（3）（4）（5）（6），各线圈之间、线圈和铁芯之间用内绝缘层（10）（11）隔离，所有线圈、内绝缘层（10）（11）、铁芯（1）（2）都放置在支撑筒（9）内，支撑筒（9）、铁芯（1）（2）由外绝缘层（12）（14）密封，外绝缘层（9）的四周固化了裙叶（13），接线柱（7）和（8）固结在外绝缘层的表面，整个结构固结在底座（15）上。
2.如权利要求1所述电压互感器，其特征在于：所述的多级线圈（3）（4）（5）（6）的连接方法为串接式和分离式两种，串接式连接是将各线圈首尾相连，按自耦变压器的方式工作，分离式连接是其中有一个或几个线圈是独立的，按一般变压器的方式工作。
3.如权利要求1所述电压互感器，其特征在于：支撑筒（9）可以不要，而直接将铁芯（1）（2）、多级线圈（3）（4）（5）（6）、内绝缘层（10）（11）用外绝缘层（12）（14）的材料整体浇注。
4.如权利要求1所述电压互感器，其特征在于：接线柱（7）（8）一个接高压，另一个接低压或地，输出电压可以在高压端输出，也可以在低压端输出。
5.如权利要求1所述电压互感器，其特征在于：外绝缘层（12）（14）以及底座（15）、裙叶（13）用绝缘材料制作，如环氧树脂、硅橡胶、聚氟类塑料、玻璃、陶瓷等。
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