CN104541344A - 具有短路装置的电流互感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有用于与次级线圈接触的连接触点(2)的电流互感器(1)，这种电流互感器具有使连接触点(2)短路的短路装置(3’,3”),其中短路装置(3’,3”)具有能够机械运动的导体(4)，可以使这个导体处在次级线圈的连接触点(2)之间的电路中。其中，短路装置(3’,3”)集成在包围住电流互感器(1)的壳体(14)内，并且通过旋转或回转运动使能够移动的导体(4)处在连接触点(2)之间的电路中，从而使次级线圈的电路短路。

Description

具有短路装置的电流互感器

技术领域

本发明涉及一种具有短路装置的电流互感器，利用这个短路装置可以使电流互感器的次级线圈短路。

背景技术

电流互感器通常用于交变电流的测量并且按照Rogowski线圈的原理来工作。就此，在初级线圈或初级导体内流过的交流电流引起了通常设置为环状的次级线圈内的电流。由于初级导体穿过次级线圈，初级线圈与次级线圈相比通常只具有极少的或者单一线圈绕组。在这样的情况下，涉及到的是贯通式电流互感器或母线式电流互感器。在次级线圈内引起的电流的大小取决于次级线圈的数量并且基本与引起感应的初级电流成比例。因此这样的电流非常适合作为测量或控制的参数。

与Rogowski线圈不同的是，电流互感器通常具有环形铁磁芯，通过对磁场的聚束，这个磁芯保证了初级电流与次级电流的比例上的高效力以及高精确度。由于其高效力，通过电流互感器可以产生足够高的次级电流，从而使其能够直接地并且无需进一步加强地适合于其他的电路组件控制和调节。然而这却造成这样的缺陷，即电流互感器的次级电路不被允许开放式运行，因为否则的话，开放的二次端子之间非常高的(“无限的”)电阻会导致二次端子之间非常高的电压。这不仅仅对人造成危险，而且还会导致闪络电压和击穿电压，这些都会对电流互感器造成破坏。

电流互感器的好处在于初级电流和次级电流之间的电隔离。因此，次级电路不受初级电路的电位而支配。也就是可以基本上实现零电位的次级电路的改造，而无需切断有电位的初级电路。

因此存在了这样的动机，例如在供电设备中，可以对初级侧处在运行状态中的电流互感器进行次级电路的电路布置的改造，而不会通过次级电路临时的断开而对电流互感器造成毁坏。

这个目的可以通过在与连接导体隔开之前将电流互感器的次级电路暂时短路而达到。

从现有技术已知一些解决方案，通过这些方案基本可以达到上述目的。

在US 2009/0186504 A1中这样描述了一种为了电流互感器而设的连接系统，其中，插接触点除电接触点以外还具有额外的探针，移除这个探针会造成次级接触点的短路。

此外，DE 16 13 706 B描述了一种为了电流互感器的次级电路而设的短路设备，其中，同样地通过移除属于插接触点的探针会引起短路设备的短路。

为了实现短路设备的关闭或者打开，这两种解决方案却都需要特别在电路侧设置的插接触点。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有简单并实用的短路装置的电流互感器，这个短路装置允许导体在电流互感器上的直接连接。

这个目的根据本发明通过权利要求1的技术特征而达到。在从属权利要求中给出了本发明有利的设计方案。

因此根据本发明设计了一种具有用于与次级线圈接触的连接触点的电流互感器，这种电流互感器具有用于使连接触点短路的短路装置，其中短路装置具有能够机械运动的导体，可以使这个导体进入次级线圈的连接触点之间的电路中，其特征在于，短路装置集成在包围住电流互感器的壳体内，并且能够移动的导体能够通过旋转或回转运动移动到连接触点之间的电路中，从而使次级线圈的电路短路。

这种解决方案的好处在于，连接触点在待连接的导体的集束方面没有任何特别的需求。可以这样设计连接触点，使剥皮的电线能够直接接触到。例如通过壳体开口而操作连接触点,该连接触点优选地设计为螺丝或端子触点，弹簧连接或推入式连接。

作为连接端子来设计

这种解决方案的另一个好处在于，电流互感器和短路装置集成在一个壳体内。不需要任何像是外接的滑断电桥、特殊保护罩或者分断线路的插针这样外部辅助工具。短路装置的所有元件都能够集成在该壳体内。

短路装置集成在电流互感器壳体内，但是却能够从外部对其进行操作。

短路装置的能够移动的导体能够有利地通过旋转或回转运动移动到连接触点之间的电路内。旋转或回转运动带来的好处在于，能够通过杠杆臂而可靠地引入用于打开或关闭短路装置所需的力量。

这样的杠杆臂可以集成在壳体内或者通过像是螺丝刀这样商业通用的工具从外部进行装配。

为了从外部引起旋转或回转运动，壳体有利地具有相应的壳体开口。

短路装置的能够移动的导体有利地构造为硬金属导体形式的短路件。

为了可靠的电接触而必要的是，使触点中的至少一个一定程度地弹性化，而对应接点可以是硬性的。

为了实现低成本的实施，有利的是，这样对连接触点进行设计，即，连接触点具有边，连接触点能够在这个边上接触到能够移动导体的接触点或短路接点。

由于连接触点的几何结构和抗弯刚度，这样的边为了可靠地接触到处在中部或末端区域的短路接点而具有必要的弹性，从而能够低成本地将能够移动的导体构成为硬金属的导体形式的短路件。

就此，适宜但并不必需的是，使连接触点自身分别具有短路接点，连接触点也可以与各个短路接点导电连接成分别独立的元件。

在本发明第一种有利的设计方案中，旋转轴或回转轴沿着或平行于穿过短路接点的轴而延伸。

这样的实施方案允许低成本的实施，因为在相应尺寸的情况下一个或多个从这个轴径向向外指出的杆可以接触到短路接点。

在对称设置的情况下，当两个短路接点与旋转轴间具有相同距离，以这个距离而围绕旋转轴移动的短路件能够同时接触这两个短路接点。

短路装置有利地具有角形截面，其中旋转轴或回转轴穿过角的弯曲处而延伸。

在这样的一种实施方式中，通过一个元件而同时实施两个从旋转轴径向向外指出的杆。就此，可以使角的一边有利地构成为操作臂，另一边可以有利地具有短路件。这样的一种实施方案允许了紧凑并且低成本的实施，能够以少量结构元件在狭窄空间内实现这种实施方案。

此外还可以这样有利地实施短路装置，将旋转轴或回转轴这样设置在壳体外壁的下面或者里面，即，操作臂与壳体表面齐平地闭合和/或操作臂容纳在电流互感器的壳体里。

操作臂在壳体表面齐平的容纳，或者操作臂的凹低带来了紧凑设计的好处以及因此而产生的所有在装配尺寸、存放、运输等方面的好处，而且也带来了针对可能损坏的可靠性或者通过排除作为危险根源的突出元件而确保的安全性。

这样有利地设计电流互感器，即，使短路装置的操作臂在短路状态下从壳体的表面可见地突出。

因此，电流互感器及其短路装置的状态是直接明显的，这明显降低了操作错误的风险。

为此，有利地将旋转轴或回转轴在壳体壁的里面或下方设置于电流互感器的端面或连接面上。就此，可以使这个轴更加有利地平行于其纵轴而延伸。

这样的一种设计方案带来了这样的好处，即，将操作臂明显地设置在壳体的一侧，在这一侧操作臂在其组装状态下也明显可见。

此外，操作臂还有利地具有孔眼，从而使该操作臂能够与第二孔眼一起互相配合地借助于导线密封而固定，这个第二孔眼设置在电流互感器的壳体内部或上面。

因此能够排除不破坏导线密封的情况下关闭短路装置的可能性。在把电流互感器作为电流测量装置来使用时以及应该对操作，例如对暂时断开连接的操作进行防止的情况下，这个特性尤其具有好处。

在本发明另一种有利的设计方案中，旋转轴正交于短路接点之间的直线路径而延伸。

在这样设置的情况下，能够通过旋转而从短路接点之间的电路中去除处在短路接点之间的短路件，从而使这个实施方式同样地能够以简单机械的方式而实现。

旋转轴可以有利地处在短路接点中间，这造成了旋转轴两侧同样长度的旋转臂，并且实现了特别紧凑的构造形态。

短路件可以有利地设置在旋转装置上。这个旋转装置可以有利地为能够旋转的机械支架而设计并具有用于短路件的旋转致动的装置。

因此，这个旋转装置可以例如具有带有两个间隔开的盘的轴。在两个盘之间延伸的壳体的腹板既能够径向地也能够轴向地以浮动轴承的形式固定这个轴。

将这些盘有利地实施为圆盘并且将短路件侧面齐平地固定在这些圆盘中的一个上面。

这样的设置带来的好处在于，能够简单地使短路件在有弹性的短路接点之间旋转，因为贴靠圆盘的短路接点已经在与短路件的接触前通过圆盘而张紧，并且由于圆盘和短路件之间齐平地密合而不再需要额外的力来张紧弹性的短路接点。

此外，还有利地为旋转装置、圆盘和/或短路件设置了用于旋转的装置。这可以是杠杆或者为容纳用于施加扭矩的工具而设的凹槽。

壳体表面更有利地具有开口，通过这个开口可以操作用于旋转的装置，从而可以通过能够插入的工具—例如螺丝刀—碰到在旋转装置内、圆盘内和/或短路件内的凹槽。

因此适宜地把旋转装置、圆盘和/或短路件设置在电流互感器正面壳体的表面下面。

在一种把短路件固定在圆盘上的有利的实施方式中，这个短路件侧面有弹性的钩，借助于这些钩可以把这个短路件卡紧在圆盘的引导插口内。这样一种卡紧连接可以低成本的实现并且能够简单地拆开，以便于简单地更换可能在其接点处烧坏的短路件。

附图说明

接下来，根据优选实施方式结合附图来对本发明进一步说明。其中：

图1以壳体头部部分开放的立体图示出了根据本发明的具有处于短路状态的短路装置的电流互感器的第一种实施方式；

图2以壳体头部部分开放的立体图示出了根据本发明的具有处于打开的短路装置的电流互感器的第一种实施方式；

图3示出了相应的第一短路装置的重要元件；

图4以具有完整壳体的立体图示出了根据本发明的具有打开的短路装置的电流互感器的第一种实施方式；

图5以壳体头部开放的立体图示出了根据本发明的具有处于短路状态的短路装置的电流互感器的第二种实施方式；

图6以壳体头部开放的立体图示出了根据本发明的具有打开的短路装置的电流互感器的第二种实施方式；

图7示出了处于短路位置的相应的第二短路装置；

图8示出了处于打开位置的相应的第二短路装置；

图9以壳体头部部分开放的端面视图，示出了根据本发明的具有处于闭合的短路装置的电流互感器的第二种实施方式；

图10以完整壳体的端面视图，示出了根据本发明的具有处于打开的短路装置的电流互感器的第二种实施方式；

图11以立体图示出了相应第二短路装置的重要元件；

图12以立体图示出了相应的圆盘的一种实施例；以及

图13以立体图示出了与圆盘一起使用的短路件的一种实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的具有短路装置3’的电流互感器的第一种实施方式。这个图为立体图，短路装置3’处于短路位置，并且为了更好的图示而去除了壳体头部的一半。

壳体14的投影为正方形的下部部分包含具有铁磁芯的次级线圈。壳体14中心的开口用于使初级导体从中穿过，其中开口的轮廓适合于精确配合地容纳常用的、标准化规格的汇流排。

壳体14的上部部分作为壳体头部包含电流互感器1的连接触点2,次级线圈的终端(这里没有示出)与这个电流互感器处于电连接。

壳体头部在连接触点2的区域内具有侧面以及端面的开口，其中侧面的开口用于导入连接导体，而端面的开口用于操作连接触点2。

连接触点2逐段地具有U形轮廓。取决于接触材料的坚固性及尺寸，这样的轮廓构成了片簧，从而使片簧在对短路接点5施加压力情况下具有一定弹性效果。

在图1中所示的本发明的实施方式中的短路装置3’是闭合的。能够围绕旋转轴6’旋转的短路装置3’的杠杆臂从壳体14上突出来，并且将短路件4’压在短路接点5上。因此，次级线圈的两个连接触点2之间的电路是闭合的。

图2示出了根据本发明的具有打开的短路装置3’的电流互感器1的同样的实施方式。短路装置3’的操作臂7向下翻折并且齐平地收在壳体14的凹槽内。短路件4’向上翻折，并且连接触点2之间的电路在短路接点5处受到中断。

图3示出了用于实施本发明的第一种实施方式的第一短路装置3’的重要元件。就此，短路装置3’在其横截面上具有两个角。第一个角在图中旋转轴6’的上方构成了操作臂7。其角形的设计带来了这样的好处，即，操作臂在处于向下翻折的位置时紧贴壳体形状，或者收在壳体内，如图4清楚所示。

第二个角，在图3中的旋转轴6’的下方，这个角导致了短路件4’以及操作臂7的表面的交错布置，从而使向下翻折的操作臂7与壳体14表面齐平，短路件4’却仍然留在壳体14内、其表面下。

操作臂7具有钻孔或者孔眼8，这个孔眼适合于与第二个孔眼共同配合地利用导线密封来固定短路装置3’。

图4示出了根据本发明的具有打开的短路装置3’以及完整壳体14的电流互感器1的第一种实施方式，壳体把短路装置3’向下翻折的操作臂7表面齐平地容纳起来。

图5示出了本发明的第二种实施方式。这个图是立体图，其中，为了短路装置3”更好的可见度，仅示出了壳体14其头部区域的一半。

被壳体14遮盖住的具有次级线圈的线圈骨架与本发明的第一种实施方式一致。同样地，部分为U形结构的连接触点2与本发明的第一种实施方式也一致。与此相反，旋转轴或转动轴6”正交于接触点5’之间的直线路径而延伸。在图5中所示的实施方式中，这个轴与电流互感器1的纵轴相同。

在如图5内所示的电流互感器1的情况下，短路装置3”处于短路位置。短路件4”在两侧与连接触点2的短路接点5’接触并且因此闭合连接触点2之间的电路。

图6示出了根据图5所示的实施方式中的处于打开短路装置3”状态下的电流互感器1。在圆盘9上固定的短路件4”与图5对比呈90°地扭转，连接触点2之间的电路受到中断。

此外，图6还示出了旋转装置15，这个旋转装置由圆盘9以及第二个、更小的圆盘而构成。这个更小的圆盘与圆盘9之间具有一定间隔，壳体14的腹板填充了这个间隔，以便于腹板能够以轴向旋转圆盘并使其停留在其位置。此外，与旋转装置15的轴形状配合的腹板的结构实现了旋转装置15的径向固定。

图7示出了电流互感器1的第二种实施方式中处于短路位置的短路装置3”。就此，短路件4”通过短路接点5’而闭合了连接触点2之间的电路。

图8示出了处于打开位置的同一个短路装置3”，就此，短路件4”与图7中的位置相比受到扭转，从而中断了连接触点2之间的电路。

图9示出了电流互感器1的第二种实施方式的端面视图，其中，除去了壳体14的头部的一半。由此使得短路装置3”的旋转装置15以及位于这个装置上的凹槽10可见。

图10示出了具有完整壳体14的电流互感器1的第二种实施方式的端面视图。通过开口11可以将工具插入壳体14内，这个工具可以啮合到凹槽10内。这样，可以借助工具—例如螺丝刀—而通过旋转运动来关闭和/或打开短路装置3”。

图11示出了其上具有固定的短路件4”的圆盘9的一种实施方式。将短路件4”的末端倒角，从而使其末端与圆盘9的边缘齐平。因此，当依照图7把短路件4”旋转到短路的位置时，除了摩擦力以外不会受到任何额外的力。

图12示出了具有两个用于容纳短路件4”的引导插口13的圆盘9，其中引导插口13具有这样的轮廓，即，这个引导插口以沿着旋转轴6”的方向促使短路件4”在圆盘9上的固定。这可以例如通过燕尾形轮廓或这里所示的L形轮廓的设计来实现。

图13示出了具有两对钩的短路件4”，这两对钩中至少有一对作为弹性钩12来设计并且使其这样间隔，即，圆盘9的引导插口13的长度与两对钩之间的间隔相符合。

附图标记说明

电流互感器 1

连接触点 2

短路装置 3’,3”

能够移动的导体 4

短路件 4’,4”

短路接点 5,5’

旋转轴或回转轴 6’,6”

操作臂 7

孔眼 8

圆盘 9

凹槽 10

开口 11

弹性钩 12

引导插口 13

壳体 14

旋转装置 15

Claims (12)

1.一种电流互感器(1)，所述电流互感器具有用于与次级线圈接触的连接触点(2)和使所述连接触点(2)短路的短路装置(3’,3’’)，其中所述短路装置(3’,3’’)具有能够机械运动的导体(4)，可以使所述导体处在所述次级线圈的连接触点(2)之间的电路中，其特征在于，所述短路装置(3’,3’’)集成在包围住所述电流互感器(1)的壳体(14)内，并且使所述能够移动的导体(4)通过旋转或回转运动而移动到所述连接触点(2)之间的电路中，从而使所述次级线圈的电路短路。

2.根据权利要求1所述的电流互感器(1),其特征在于，所述能够移动的导体(4)以硬金属导体的形式作为短路件(4’,4’’)而实施。

3.根据权利要求1或2所述的电流互感器(1),其特征在于，所述连接触点(2)分别具有短路接点(5)或者与这样的短路接点导电地连接。

4.根据以上权利要求的任意一项所述的电流互感器(1),其特征在于，旋转轴或回转轴(6’)以通过短路接点(5)的轴而延伸或者平行于这个轴而延伸。

5.根据以上权利要求的任意一项所述的电流互感器(1),其特征在于，所述短路装置(3’)具有角形横截面并且所述旋转轴或回转轴(6’)通过角的弯曲处而延伸。

6.根据权利要求5所述的电流互感器(1),其特征在于，所述角的一边作为操作臂(7)而实施并且其另一边具有短路件(4’)。

7.根据权利要求6所述的电流互感器(1),其特征在于，这样在所述壳体(14)壁的下方或内部设置所述旋转轴或回转轴(6’),即，所述操作臂(7)的末端与所述壳体(14)的表面齐平和/或所述电流互感器(1)的壳体(14)容纳了所述操作臂(7)。

8.根据权利要求6或7所述的电流互感器(1),其特征在于，所述操作臂(7)具有孔眼(8),从而使所述操作臂能够与第二孔眼一起互相配合地借助于导线密封而固定，所述第二孔眼设置在所述电流互感器(1)的壳体(14)内部或上面。

9.根据权利要求6，7或8所述的电流互感器(1),其特征在于，所述短路装置(3’)的操纵臂(7)在短路状态下可见地从所述壳体(14)的表面突出来。

10.根据权利要求1，2或3所述的电流互感器(1),其特征在于，旋转轴(6’’)正交于短路接点(5’’)之间的直接路径而延伸。

11.根据权利要求10所述的电流互感器(1),其特征在于，所述短路件(3’’)设置在旋转装置(14)上。

12.根据权利要求10或11所述的电流互感器(1),其特征在于，能够借助于工具通过所述壳体(14)的表面内的开口(11)转动所述旋转装置(15)和/或短路件(3’’)。