CN1043699C

CN1043699C - 三相交流电流互感器

Info

Publication number: CN1043699C
Application number: CN92111293A
Authority: CN
Inventors: 张俭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1999-06-16
Anticipated expiration: 2007-09-29
Also published as: CN1085008A

Abstract

本发明为三相交流电流互感器，用于电力系统中将三相交流电流量转换成三路交流电压信号，可取代传统交流电流互感器，其特征在于单相交流电流互感器(2)由一次导体和二只空芯线圈固封成一体，三只单相交流电流互感器平行安装于一只矩形胶木盒内，三相二次引线连接至引线板(4)。通过引线板上的接插件(41)将二次信号外联。具有线性度好、体积小、制造简单、成本低，适合配接数显表和计算机系统的特点。

Description

三相交流电流互感器

本发明涉及一种交流电流互感器，一种由三只单相空芯电流互感器集成的三相交流电流互感器。

现行的交流电流互感器，都是以单相形式制造销售和使用的，是由一次绕组、铁芯和输出电流信号的二次绕组所构成，应用中主要存在以下缺点：

1．由于采用铁芯耦合磁路，存在非线性误差。

2．采用铁芯紧耦合，使当二次负载开路时产生危及仪表和操作人员安全的高电压。

3．由于铁芯存在磁饱和，为获得一定的测量范围，铁芯尺寸要大，使互感器体积增大，重量增加，且耗费大量硅钢。

4．铁芯存在铁磁损耗，对电网功率损耗也大。

5．由于铁芯电流互感器的单体体积较大，难以将三只电流互感器集成为一只体积小，安装简便的三相电流互感器。

本发明的目的是提供一种线性度好、测量范围大、体积小、重量轻、成本低、安装简便的集三只单相交流电流互感器于一体的三相交流电流互感器。

为完成上述任务而采取的解决方案是：一只模制的朝上一面开口的电气绝缘的盒体作基座，二块竖立的纵隔板将基座内腔等分为三个相等的容腔，每个容腔内模制有一组(二个)支承单相交流电流互感器的凸台，三组凸台的上端面在同一基准面内。在每组凸台上安装一只单相交流电流互感器。三只单相交流电流互感器平行排列安装在三组凸台的上端面上。单相交流电流互感器由一次导体、二只二次感应线圈为主构成。单相交流电流互感器的一次绕组由一次导体的呈带状的中段所构成，该带状中段的两大对称平面与该三相交流电流互感器内三只单相交流电流互感器排列平面有夹角α存在，夹角α的数值根据该带状中段的几何尺寸、二次线圈的几何尺寸和两相邻互感器排列间隔距离而定，取值范围在0～180°内，在该带状中段两大对称平面骑伏有二只带骨架的感应线圈，每只线圈骨架的两侧板内侧近边缘处向外拓有台阶，该台阶使感应线圈与带状中段大平面间距离保持良好的一致性。二只感应线圈以对一次电流感生电势正向迭加的方式串联构成二次绕组。根据电磁场理论，一次导体通电流形成的磁场磁力线是围绕导体横断面的封闭环线，且内外层环线之间是平行的，所以如上述结构和排列方式安装的三只单相交流电流互感器，邻相一次电流在本相二只二次线圈中感生的信号电势恰好是反向迭加合成电势等于0的，因而消除了邻相干扰，使三只单相交流电流互感器得以集成于一体构成三相交流电流互感器。

上述单相交流电流互感器二次线圈的骨架芯部轴向开有圆孔或内螺孔，或并固定有铁磁螺钉，该铁磁螺钉用于调整一、二次绕组间磁耦合程度，整定单位电流的感应电势值。

在上述单相交流电流互感器的二次线圈外层隔着绝缘包有屏蔽金属膜，提高互感器的抗电场干扰能力。在屏蔽金属膜与一次绕组间灌注耐热阻燃绝缘树脂，作为二次绕组与一次导体间的主绝缘。为了保证二次线圈与一次绕组耦合程度的稳定不变及提高互感器的抗冲击震动防护水平，在夹有二次线圈的一次导体中部外包固封环氧树脂。每只单相交流电流互感器的二次绕组引线、二只二次线圈外包金属屏蔽膜单端共头后的引出线分别接至引线板上，引线板上安装有接线端子或插座并固定安装于基座纵隔板上。然后用一只模制的侧面开有引线槽口的一面完全开口的电气绝缘的盖扣在基座上，将三只单相交流电流互感器，引线板和基座的开口一起封闭住。从而达到集三只单相交流电流互感器于一体，构成一只三相交流电流互感器之目的。

由于上述解决方案中选择空芯电流互感器形式构成单相交流电流互感器，取消了铁芯，既避免了铁芯引入的非线性误差和铁磁损耗，大大提高了测量精度和减少了对电网功率的损耗，还节约了大量铁芯材料，如硅钢片等，成本大为下降；同时互感器线圈的绕制也较铁芯电流互感器简便容易，设备投资少，而且一次导体可采用板材冲压成形，材料利用率高，加工容易，便于大批量生产。二次信号利用接插件外联，方便配接数显仪表和计算机系统。

附图的图面说明如下：

图1是本发明的外形俯视图

图2是沿图1A-A线的剖视图

图3是本发明三相交流电流互感器的去盖俯视图

图4是基座1的俯视图

图5是沿图4B-B线的剖视图

图6是单相交流电流互感器2的俯视图

图7是沿图6C-C线的剖视图

图8是单相交流电流互感器一次导体[21]的主视图

图9是沿图8D-D线的剖视图

图10是盖5的侧视图

下面结合附图和一较佳实施例对本发明作进一步详细说明：

参照图1、图2和图3，一种三相交流电流互感器，由一只模制的电气上绝缘的基座1、三只单相交流电流互感器2、一片装有插座或接线端子的引线板4、一只模制的电气上绝缘的盖5所组成。

参照图6、图7、图8和图9，单相交流电流互感器2，由一次导体21、绝缘材料模制的线圈骨架220、感应线圈225、绝缘包衬226、金属屏蔽膜227和二次信号线229构成，并在线圈225的金属屏蔽膜227与一次导体21的带状中段213之间浇注有环氧树脂23，在夹有线圈的一次导体中部外包固封有环氧树脂24。互感器2的一次导体21是一带状导体，其中段213是以导体21的长度方向中心线为轴心扭转成与两端夹一相同α角。带状中段213为互感器的一次绕组。以骨架220、绕制在骨架220上的感应线圈225、线圈外绝缘包衬226和外包金属屏蔽膜227构成二次线圈22，线圈骨架220的两侧板221的内侧近边缘处向外拓有台阶223，该台阶223使两只二次线圈22对称骑伏在带状中段213的两大对称平面上。二只二次线圈22以对一次电流感生电势正向迭加的形式串联构成互感器的二次绕组。为抗电场干扰，在感应线圈225外隔着绝缘衬226包有金属屏蔽膜227。两只二次线圈的金属屏蔽膜227单端共头接二次绕组引线的金属屏蔽层，将二次信号和屏蔽通过二次信号线229外联。在金属屏蔽膜227与带状中段213间灌注环氧树脂23，作为二次绕组与一次绕组间的主绝缘。为保证二次绕组对一次绕组磁耦合程度稳定不变，在夹有线圈的一次导体21的中部外包固封环氧树脂24，构成一体化单相交流电流互感器。

上述单相交流电流互感器二次线圈的骨架[220]的轴芯部[222]轴向开有圆孔或内螺孔[224]，或并固定有铁磁螺钉[228]。该铁磁螺钉用于调整一、二次绕组间磁耦合程度，整定单位电流的感应电势值。

参照图4，基座1是一个只在朝上一面开口的模制的电气绝缘的盒体，其内腔由二块竖立的纵隔板11分隔成三个相等的容腔。在每个容腔中有二块用于支承互感器2的横隔板12，基座1内共六块横隔板的上端面121处于同一基准平面内，每块横隔板12的上端面121都埋有一只嵌装螺母122。三个容腔内各二片横隔板12上的螺母122的中心连线均互相平行。参照图3，三支单相交流电流互感器2平行安装于三个容腔内的三组横隔板的上端面121上，螺钉3穿过互感器2上的安装孔212拧到横隔板12上的螺母122中，使三支互感器2平行固定于基座1上。每支单相交流电流互感器的二次信号线229联接到引线板4上，引线板4用螺钉固定到基座1的两片纵隔板11的中部凸台112上。引线板4上安装有接线端子或插座41，可将测量信号外联。

参照图2、图10，一只模制的侧面开有引线槽口52的电气绝缘的盖5，扣在基座1的开口10上，用螺钉6穿过孔51将盖5以可拆卸的方式连接固定到基座1上，将上述三只单相交流电流互感器2、引线板4和基座1的开口10一起封闭住，构成一只三相交流电流互感器。

Claims

1．一种三相交流电流互感器，其特征在于：一个模制的朝上一面带有开口[10]的盒状绝缘基座[1]，其内腔被二块纵隔板[11]分隔成三个相等的长方形容腔，在每个容腔内有一组共二个凸台[12]，全部六个凸台的上端面[121]都处于同一基准平面内；在每个容腔的二个凸台[12]的上端面[121]上固定安装一单相交流电流互感器[2]，三只单相交流电流互感器平行排列安装在三组凸台的上端面[121]上；

单相交流电流互感器[2]的一次绕组由一次导体[21]的呈带状的中段[213]所构成，该带状中段[213]的两大对称平面与该三相交流电流互感器内三只单相交流电流互感器[2]排列平面有夹角α存在，夹角α的数值根据带状中段[213]的几何尺寸和两相邻互感器[2]间隔距离而定，取值范围为0～180°内；在带状中段[213]的两大对称平面上骑伏有二只绕制在骨架[220]上的感应线圈[225]，二只感应线圈[225]以对一次电流感生电势正向迭加的方式串联构成二次绕组；在线圈[225]的外面隔着绝缘[225]包有屏蔽金属膜[227]，二只线圈[225]的屏蔽金属膜[227]引线共头后外联；在屏蔽金属膜[227]与带状中段[213]间灌注有耐热绝缘树脂[23]；

二次绕组引线和屏蔽金属膜引线联接至引线板[4]上；用螺钉将引线板固定于上述绝缘基座[1]上；

一只侧面开有引线槽口[52]的一面开口的模制绝缘盖[5]，用螺钉[6]通过盖[5]上的孔[51]以可拆卸方式连接固定到基座[1]上，将上述三只单相交流电流互感器[2]、引线板[4]和基座[1]的开口[10]一起封闭住。

2．根据权利要求1所述的三相交流电流互感器，其特征在于：绝缘基座[1]内腔的纵隔板[11]的中部还有凸台[112]。

3．根据权利要求1所述的三相交流电流互感器，其特征在于：单相交流电流互感器[2]的二次线圈骨架[220]的两侧板[221]的内侧近边缘处向外拓有台阶[223]；骨架[220]的轴芯部[222]轴向开有圆孔或内螺孔[224]。

4．根据权利要求1所述的三相交流电流互感器，其特征在于：单相交流电流互感器[2]的夹有二次线圈[22]部份用耐热阻燃绝缘树脂外包固封。

5．根据权利要求1所述的三相交流电流互感器，其特征在于：单相交流电流互感器[2]的一次导体[21]是带状导体，其中段[213]是以导体[21]的长度方向中心线为轴心扭转成与导体[21]两端夹一相同α角。

6．根据权利要求1所述的三相交流电流互感器，其特征在于：引线板4上还装有将测量信号和屏蔽外联的接线端子或插座[41]。

7．根据权利要求3所述的三相交流电流互感器，其特征在于：圆孔或内螺孔[224]中固定有铁磁螺钉[228]。