CN104037021B - 互感器电流通断控制设备和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种互感器电流通断控制设备和装置，包括：电磁铁、第一导体、弹簧、衔铁和第二导体；第一导体的一端与电磁铁绝缘固定连接，另一端与互感器的一次侧回路的第一端连接；电磁铁，用于通电后产生电磁吸引力以吸附衔铁；第二导体的一端与衔铁绝缘固定连接，另一端与互感器的一次侧回路的第二端连接；衔铁，用于在被电磁铁吸附的过程中带动第二导体靠近第一导体，直至电磁铁吸住衔铁后使第一导体与第二导体电连接；弹簧的一端与电磁铁磁隔离连接，弹簧的另一端与衔铁磁隔离连接，用于在电磁铁断电时，带动衔铁向远离电磁铁的方向运动。该设备仅需通过控制电磁铁的线圈中的电流即可实现对互感器一次侧回路电流通断的控制，结构简单，效率高。

Description

互感器电流通断控制设备和装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种互感器电流通断控制设备和装置。

背景技术

标准电流互感器用来检定比其低两级或两级以上准确等级的电流互感器。检定时标准电流互感器一次侧与被检定电流互感器的一次侧接入同一电流回路中。

通常，电流互感器的一次侧电流可以从几安培(Ampere，简称A)到几千安培变化。目前，利用标准电流互感器在对一次侧电流为上千安培的电流互感器进行检定时，通常采用手动方式控制一次侧电流的通断。但是，采用手动控制互感器一次侧电流的通断，劳动强度大，效率低。

发明内容

本发明提供一种互感器电流通断控制设备和装置，用于解决现有技术中用手动方式控制互感器一次侧电流的通断，劳动强度大，效率低的问题。

本发明提供一种互感器电流通断控制设备，包括：电磁铁、第一导体、弹簧、衔铁和第二导体；

所述第一导体的一端与所述电磁铁绝缘固定连接，另一端与互感器的一次侧回路的第一端连接；

所述电磁铁，用于通电后产生电磁吸引力以吸附所述衔铁；

所述第二导体的一端与所述衔铁绝缘固定连接，另一端与所述互感器的一次侧回路的第二端连接；

所述衔铁，用于在被所述电磁铁吸附的过程中带动所述第二导体靠近第一导体，直至所述电磁铁吸住所述衔铁后使所述第一导体与所述第二导体电连接；

所述弹簧的一端与所述电磁铁磁隔离连接，所述弹簧的另一端与所述衔铁磁隔离连接，用于在所述电磁铁断电时，带动所述衔铁向远离所述电磁铁的方向运动。

本发明提供一种互感器装置，包括互感器和如上所述的互感器电流通断控制设备，所述互感器电流通断控制设备中第一导体与所述互感器的一次侧回路的第一端连接，第二导体与所述互感器的一次侧回路的第二端连接。

本发明提供的互感器电流通断控制设备和装置，互感器电流通断控制设备中的两个导体分别与互感器一次侧回路的两端连接，电磁铁和衔铁分别与两个导体固定连接，当电磁铁通电时，吸引衔铁向其靠近，当两个导体接触时，使互感器一次侧回路导通，当电磁铁断电或电流变小时，衔铁在弹簧弹力的作用下向远离电磁铁的方向运动，从而使两个导体分离，进而切断互感器一次侧回路，该互感器电流通断控制设备仅需通过控制电磁铁的线圈中的电流即可实现对互感器一次侧回路电流通断的控制，该设备结构简单，效率高。

附图说明

图1为本发明提供的互感器电流通断控制设备实施例一各部件剖面示意图；

图2为本发明提供的互感器电流通断控制设备实施例二各部件剖面示意图；

图3为图2提供的互感器电流通断控制设备在电磁铁通电后的剖面示意图；

图4为本发明提供的互感器电流通断控制设备中控制电路实施例一结构示意图；

图5为本发明提供的互感器电流通断控制设备中控制电路实施例二结构示意图；

图6为本发明提供的互感器装置实施例结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明提供的互感器电流通断控制设备实施例一各部件剖面示意图。如图1所示，该设备包括：电磁铁100、第一导体110、弹簧120、衔铁130和第二导体140。其中，第一导体110的一端与电磁铁100绝缘固定连接，另一端与互感器的一次侧回路的第一端连接；电磁铁100用于通电后产生电磁吸引力以吸附衔铁130；第二导体140的一端与衔铁130绝缘固定连接，另一端与互感器的一次侧回路的第二端连接；衔铁130用于在被电磁铁100吸附的过程中带动第二导体140靠近第一导体110，直至电磁铁100吸住衔铁130后使第一导体110与第二导体140电连接；弹簧120的一端与电磁铁100磁隔离连接，弹簧120的另一端与衔铁130磁隔离连接，用于在电磁铁100断电时，带动衔铁130向远离电磁铁100的方向运动。

具体的，电磁铁为直流电磁铁，该电磁铁的线圈中通入直流电时，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向其靠近，因为第一导体和第二导体分别与互感器一次侧回路的两端连接，当衔铁与电磁铁足够靠近，使得第一导体与第二导体接触时，即可使互感器一次侧回路接通，此时弹簧处于压缩状态；当电磁铁的线圈中直流电降低或者被切断时，电磁铁对衔铁的电磁吸引力减小，当电磁吸引力小于弹簧的弹力时，衔铁在弹簧弹力的作用下，向远离电磁铁的方向运动，使得第二导体与第一导体断开，从而切断互感器一次侧回路。

其中，第一导体和第二导体可以为任何可导电材料，并且由于互感器一次侧回路电流较大，第一导体和第二导体可以设置成排状，比如为铁排、铜排、铝排、银排等等。为了降低电磁铁通电后产生的磁吸引力对第一导体和第二导体的影响，第一导体和第二导体可以选用铜排。第一导体和第二导体的导电面积可根据互感器一次侧回路流过的电流大小及该导体的性能选择。

为实现第二导体与衔铁间的可靠绝缘，可通过绝缘垫片、绝缘漆或者绝缘胶来连接第二导体与衔铁。另外，第二导体与衔铁可通过紧配合方式固定，或者可以利用螺钉或螺栓等固定件实现第二导体与衔铁间的固定，此处不做限定。为了降低电磁铁通电后产生的电磁吸引力对弹簧固有弹力的影响，弹簧与电磁铁和衔铁间可加入磁隔离垫，从而实现弹簧与衔铁和电磁铁的磁隔离。

本实施例提供的互感器电流通断控制设备，设备中的两个导体分别与互感器一次侧回路的两端连接，电磁铁和衔铁分别与两个导体固定连接，当电磁铁通电时，吸引衔铁向其靠近，当两个导体接触时，使互感器一次侧回路导通，当电磁铁断电或电流变小时，衔铁在弹簧弹力的作用下向远离电磁铁的方向运动，从而使两个导体分离，进而切断互感器一次侧回路，该互感器电流通断控制设备仅需通过控制电磁铁的线圈中的电流即可实现对互感器一次侧回路电流通断的控制，结构简单，效率高。

上述实施例中，衔铁和电磁铁的形状可以根据需要设计，比如电磁铁为U形或圆柱形，衔铁为片式结构，或者电磁铁为内部带有腔体的圆柱式结构，衔铁可插入电磁铁的铁芯内部。

举例来说，图2为本发明提供的互感器电流通断控制设备实施例二各部件的剖面示意图。如图2所示，电磁铁200带有内腔体201，当电磁铁200的线圈通电时，衔铁230可插入该内腔体201内。进一步地，为了控制电磁铁在通电和断电时，衔铁的移动距离，可以在电磁铁另一端设置一螺母250，衔铁230穿过电磁铁200与螺母250连接，该螺母250用于控制衔铁230的移动距离。

另外，该互感器电流通断控制设备，还包括：磁隔离垫块260。该磁隔离垫块260位于电磁铁200与所述螺母250之间，用于使螺母250与电磁铁200磁隔离。

进一步地，为了保证第一导体210和第二导体240的可靠接触，可向第二导体施加一定的压力，使其与第一导体更加可靠接触。比如通过在该互感器电流通断控制设备中设置铜轴270和固定螺母280。其中，铜轴270一端设有销子271，衔铁230一端设有与销子271相配合的沉孔231，铜轴270通过销子271穿设于沉孔231中，从而铜轴可将衔铁产生的拉力传递给固定螺母280；固定螺母280与铜轴另一端螺纹连接，并与第二导体240绝缘接触，用于将铜轴270传递的拉力转换为对第二导体240的压力。

由于铜轴和固定螺母通常都为金属材质，为了实现铜轴、固定螺母与第二导体的可靠绝缘，本互感器电流通断控制设备，还包括：绝缘护套290。绝缘护套290与第二导体240固定连接，固定螺母280与绝缘护套290接触，将铜轴270传递的拉力转换为对绝缘护套290的压力。

进一步地，为了保证第一导体210与电磁铁200的可靠绝缘，在第一导体和电磁铁直接还可以设置一绝缘垫块202。

图3为图2提供的互感器电流通断控制设备在电磁铁通电后的剖面示意图。如图3所示，电磁铁通电后，衔铁带动第二导体、绝缘护套、铜轴、和固定螺母向电磁铁运动，同时铜轴将衔铁的拉力传递给固定螺母，固定螺母将该拉力转换为对绝缘护套的压力，绝缘护套进而将该压力传递给第二导体，从而某种程度上保证了第二导体和第一导体的可靠接触。且由于有调节螺母的存在，使得衔铁在电磁铁中的移动距离可调。

图4为本发明提供的互感器电流通断控制设备中控制电路实施例一结构示意图。如图4所示，该互感器电流通断控制设备还包括：变压器400、第一整流桥410、第二整流桥420和开关430。其中，变压器400一次侧与输入电压连接，变压器400二次侧的一端与第一整流桥410的第一输入端连接，变压器400二次侧的中间抽头端与第二整流桥420的第一输入端连接，变压器400二次侧的另一端分别与第一整流桥410及第二整流桥420的第二输入端连接；第一整流桥410的第一输出端与开关430的一端连接，开关430的另一端与电磁铁的线圈的一端连接，所述第一整流桥的第二输出端与电磁铁的线圈的另一端连接；第二整流桥420的第一输出端与开关430的一端连接，第二整流桥420的第二输出端与电磁铁的线圈的另一端连接。

具体的，由于电磁铁在启动和保持阶段需要的电流大小不同，本实施例中用两个整流桥为电磁铁分别提供启动电压和保持电压。其中，第一整流桥410将变压器副边输出的较高的电压整流后输出给电磁铁的线圈，为电磁铁线圈提供较高的启动电压，第二整流桥420将变压器副边输出的较低的电压整流后输出给电磁铁的线圈，为电磁铁线圈提供较低的保持电压。第一整流桥和第二整流桥的参数可以相同也可以不同。另外，通过控制开关430的接通和断开，可以实现对电磁铁的供电和断开。其中开关可以为继电器、断路器、MOSFET或者IGBT，本实施例对此不做限定。

图5为本发明提供的互感器电流通断控制设备中控制电路实施例二结构示意图。如图5所示，在图4的基础上，控制电路中还包括：二极管440。该二极管440的阴极与第一整流桥410的第一输出端连接，二极管440的阳极与第二整流桥420的第一输出端及开关430的一端连接。

具体的，二极管440可以阻止第一整流桥输出的较高的电磁铁的启动电压反馈到第二整流桥的输出端。

进一步地，还包括：第一电容450、第二电容460、第三电容480、第四电容490和电阻470。其中，第一电容450与第一整流桥410的输出端并联连接；第二电容460与第二整流桥420的输出端并联连接；电阻470的一端与第一整流桥410的第一输出端及第一电容450连接，电阻470的另一端与二极管440的阴极及开关430的一端连接；第三电容480的一端与二极管440的阴极、电阻470的一端及开关430连接，第三电容480的另一端分别与第一整流桥410及第二整流桥420的第二输出端连接；第四电容490与电磁铁的线圈并联连接。

具体的，为了使加在电磁铁线圈两端的电压更加稳定，在第一整流桥和第二整流桥的输出端分别并联第一电容450和第二电容460，来对第一整流桥和第二整流桥输出的电容进行滤波。另外，电磁铁在启动时需要较大的启动电流，可在电路中接入第三电容480，该电容在电磁铁保持或者断电时，第一整流桥和第二整流桥均向其充电，使其存储能量，从而在电磁铁启动时为电磁铁线圈提供足够的启动电流。进一步的，为了限制第一整流桥对第三电容的充电电流，并且限制第一整流桥在电磁铁磁保持期间向电磁铁线圈提供的电流的，在电路中接入电阻470，以限制第一整流桥输出的电流的大小。另外，为了消除断开电磁铁线圈电流时，由于反电动势引起的电火花，在电磁铁线圈两端并联第四电容，第四电容为消火花电容器。

当开关处于断开状态时，电磁铁线圈无电流流过，当第三电容电压低于第二整流桥的输出电压时第二整流桥通过二极管、第一整流桥通过电阻同时向第三电容充电，当第三电容电压高于第二整流桥输出电压但低于第一整流桥输出电压时，仅由第一整流桥通过电阻向第三电容充电。当第三电容电压达到第一整流桥输出电压后达到稳定状态，电路状态不再变化。

开关由断开状态变为闭合状态，第三电容为电磁铁线圈提供启动电压及启动电流。因为启动电流大于电路对第三电容的充电电流，第三电容电压不断降低，流过电磁铁线圈的电流随第三电容电压的降低而降低，当第三电容电压降低到电磁铁保持电压时，流过电磁铁线圈的电流也降低到与第三电容充电电流相等。电路进入稳定状态。

本实施例提供的互感器电流通断控制设备，利用电磁铁和衔铁的配合实现对互感器一次侧回路电流的通断控制，当电磁铁通电时，使分别与互感器一次侧回路两端连接的导体接触，从而导通互感器一次侧回路，当电磁铁断电时，使分别与互感器一次侧回路两端连接的导体分离，从而切断互感器一次侧回路，用简单的机械部件及控制电路实现了对互感器一次侧回路电流的可靠控制，用较低的成本提高了对互感器一次侧回路电流通断控制的效率。

图6为本发明提供的互感器装置实施例结构示意图。如图6所示，该互感器装置包括：如上述任一实施例中的互感器电流通断控制设备600及互感器610。其中，互感器电流通断控制设备600中第一导体601与互感器的一次侧回路611的第一端连接，第二导体602与互感器的一次侧回路611的第二端连接。

本实施例中互感器电流通断控制设备的工作过程可参照上述实施例的具体描述，此处不再赘述。

本实施例提供的互感器装置，利用简单的互感器电流通断控制设备，可实现对互感器一次侧回路电流通断的可靠控制，用较低的成本提高了对互感器一次侧回路电流通断控制的效率。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种互感器电流通断控制设备，其特征在于，包括：电磁铁、第一导体、弹簧、衔铁和第二导体；

所述第一导体的一端与所述电磁铁绝缘固定连接，其另一端与互感器的一次侧回路的第一端连接；

所述电磁铁，用于通电后产生电磁吸引力以吸附所述衔铁；

所述第二导体的一端与所述衔铁绝缘固定连接，其另一端与所述互感器的一次侧回路的第二端连接；

所述衔铁，用于在被所述电磁铁吸附的过程中带动所述第二导体靠近第一导体，直至所述电磁铁吸住所述衔铁后使所述第一导体与所述第二导体电连接；

所述弹簧的一端与所述电磁铁磁隔离连接，所述弹簧的另一端与所述衔铁磁隔离连接，用于在所述电磁铁断电时，带动所述衔铁向远离所述电磁铁的方向运动。

2.根据权利要求1所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，还包括：螺母；所述衔铁穿过所述电磁铁与所述螺母连接。

3.根据权利要求2所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，还包括：磁隔离垫块，位于所述电磁铁与所述螺母之间。

4.根据权利要求1～3任一所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，还包括：铜轴和固定螺母；

所述铜轴一端设有销子，所述衔铁一端设有与所述销子相配合的沉孔，所述铜轴通过销子穿设于所述沉孔中；

所述固定螺母与所述铜轴另一端螺纹连接，并与所述第二导体绝缘接触。

5.根据权利要求4所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，还包括：绝缘护套；

所述绝缘护套与所述第二导体固定连接，所述固定螺母与所述绝缘护套接触。

6.根据权利要求5所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，所述第一导体和第二导体为铜排。

7.根据权利要求5或6所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，还包括：变压器、第一整流桥、第二整流桥和开关；

所述变压器一次侧与输入电压连接，所述变压器二次侧的一端与所述第一整流桥的第一输入端连接，所述变压器二次侧的中间抽头端与所述第二整流桥的第一输入端连接，所述变压器二次侧的另一端分别与所述第一整流桥及第二整流桥的第二输入端连接；

所述第一整流桥的第一输出端与所述开关的一端连接，所述开关的另一端与所述电磁铁的线圈的一端连接，所述第一整流桥的第二输出端与所述电磁铁的线圈的另一端连接；

所述第二整流桥的第一输出端与所述开关的一端连接，所述第二整流桥的第二输出端与所述电磁铁的线圈的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，还包括：二极管；

所述二极管的阴极与所述第一整流桥的第一输出端连接，所述二极管的阴极与所述开关的一端连接，所述二极管的阳极与所述第二整流桥的第一输出端连接。

9.根据权利要求8所述的互感器电流通断控制设备，其特征在于，还包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和电阻；

所述第一电容与所述第一整流桥的输出端并联连接；

所述第二电容与所述第二整流桥的输出端并联连接；

所述电阻的一端与所述第一整流桥的第一输出端及所述第一电容连接，所述电阻的另一端与所述二极管的阴极及所述开关的一端连接；

所述第三电容的一端与所述二极管的阴极、所述电阻的一端及所述开关连接，所述第三电容的另一端分别与所述第一整流桥及第二整流桥的第二输出端连接；

所述第四电容与所述电磁铁的线圈并联连接。

10.一种互感器装置，其特征在于，包括互感器和如权利要求1-9任一项所述的互感器电流通断控制设备。