CN104641430B - 具有可更换头部的电流互感器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是一种电流互感器，包括次级线圈；用于从外部建立与次级线圈的导电接触的连接触头(4)；以及具有包括外壳主体(3)和外壳头部(2)的外壳，其中，次级线圈被容纳在外壳主体(3)中和/或附着到外壳主体(3)，并且次级线圈的连接触头(4)被设置在外壳头部(2)上。根据本发明，提供连接机构，外壳头部(2)和连接触头通过其可以机械或电可拆卸地连接至外壳主体(3)和次级线圈。从而，提供了在生产方面成本有效并且在使用方面灵活的电流互感器。

Description

具有可更换头部的电流互感器

技术领域

本发明涉及电流互感器(current transformer)，包括次级线圈；用于从外部与次级线圈建立导电接触的连接触点；以及具有外壳主体(3)和外壳头部的外壳，其中，次级线圈被容纳在外壳主体中和/或附着到外壳主体，并且次级线圈的连接触头被设置在外壳头部上。

背景技术

电流互感器通常用于根据互感器原理测量交流电和操作。互感器具有磁回路-通常是铁氧体或铁芯，两个不同电路的导体卷绕在其周围。当交流电压被施加至绕组之一时，磁场建立。当交流磁场经过线圈时，引入电压，相对于最初施加的电压的电平对应于相应绕组的匝数的比率。

与次级线圈相比，初级线圈通常具有构成其的很少的匝数或者仅一匝，初级线圈构成了穿过次级线圈的主导体。这被称为穿圈式或穿心式互感器。在次级绕组中引入的电流的电平取决于次级匝数，并且基本与引入的初级电流成比例。从而，其非常适用于测量或管理变量。

与洛氏(Rogowski)线圈相比，电流互感器包括通常环形的铁磁芯，由于磁场的捆绑，保证了其相对于初级和次级电流之间的比例的高效率和高准确度。

由于高效率，次级电流通过足够高的电流互感器产生，这些次级电流适用于直接和在没有进一步放大的情况下使用，用于其他开关组件的控制或调节。

然而，这具有电流互感器的次级电路在打开时必须不被操作的缺点，这是因为在打开的次级钳之间的非常高(“无穷大”)电阻导致在所述次级钳之间的非常高电压。这不仅对人造成影响，而且还导致电压过载和击穿，其可能损坏电流互感器。

电流互感器的优点是初级和次级电流的电绝缘。从而，次级电路独立于初级电路的电势。从而，在不需要切断具有电势的初级电路的情况下，基本无电势的次级电路是可以被改变的。

从而，对于电源设备，存在这样的动机，例如，能够在电流互感器不被在此期间发生的次级电路的中断而损坏的情况下，改变初级侧正在工作的电流互感器中的次级电路的电路布置。

该目标可以通过在断开连接引线之前，暂时短路电流互感器的次级电路来实现。

为此，已知具有用于连接触头的手动或自动桥接的适当短路设备的电流互感器。

然而，在可以容易地切断初级电流的其他应用情形下，因为这太复杂了，所以具有集成短路设备的电流互感器是不理想的。

当然，其他应用情形的特征可以在于，不同安装条件具有不同连接要求。

发明内容

从而，问题在于提供一种电流互感器，其可以被成本有效地提供，而不管应用情形如何。

根据本发明，提供了一种电流互感器，所述电流互感器包括次级线圈；用于从外部与次级线圈建立导电接触的连接触头；以及具有外壳主体和外壳头部的外壳，其中，次级线圈被容纳在外壳主体中和/或附着到外壳主体，并且次级线圈的连接触头被设置在外壳头部上，其特征在于，提供了连接机构，通过所述连接机构，外壳头部和连接触头可机械或电可拆卸地连接至外壳主体和次级线圈。

根据本发明的电流互感器提供了一个优点，即包括电流互感器的连接触头的外壳头部可以被去除并且从而被替换。这就产生了多个其他优点。

次级线圈是电流变换器的基本组件，其中，所述次级线圈通常由外壳主体包围。在作为穿心式或穿圈式互感器的电流互感器的常见的实施例中，次级线圈设置在平坦外壳主体中，在初级线圈的角度，在其中心处具有用于初级导体的通道的开口。初级导体通过外壳主体的引导，提供外壳主体的机械固定，其在初级导体不被去除的情况下不能被放松。

可以有利地设计根据本发明的电流互感器，使得在不需要去除主导体的情况下，可以替换电流互感器的至少一部分，即，具有连接触头的外壳头部。这降低了用于执行维护、改造、或安装的修改所需的工作量。

另一个优点是关于电流互感器的生产。外壳主体和外壳头部可以相互独立地生产，并且在随后生产阶段、当传输时或者在安装期间可以被结合。

在常见实施例中，次级线圈被外壳主体容纳和包围。本发明的另一个目标是通过外壳主体对次级线圈的部分包围或者作为用于次级线圈的紧固元件的外壳主体的实施例。

这被有利地设计，使得被用于机械连接的连接机构的部分被设计为凹槽-弹簧结合，例如为滑动机构的形式。当尺寸合适时，这样的机械连接相对于在安装和操作期间发生的机械负载提供足够承载能力。

在外壳主体和外壳头部作为注塑件的实施例中，相关凹槽或弹簧可以以成本有效的方式被实现。

有利地，用于将连接触头电连接至次级线圈的端部的连接机构的部分包括导电弹簧触头。

由于外壳头部的频繁替换通常是不期望的，所以弹簧触头可以被设计少量的接触和断开(decontactings)。

有利地，电流互感器还包括短路器，当从外壳主体去除外壳头部时，次级线圈可以通过其被短路。这样的短路器允许外壳头部和外壳主体甚至在电流在初级线圈中流动时分离，而没有电压过载的风险。

有利地，当连接机构被设计成使得从外壳主体去除外壳头部导致短路器的自动短路时，其是有利的，可以降低操作者错误的风险。

除了或者作为外壳主体中的短路器的替换物，另一个有益实施例中的外壳头部包括短路器。关于上述短路器，这还可以被设计成手动的或自动的，其中，当连接引线接触或断开电流互感器时，该短路器通常被启动。

在另一个有益实施例中，用于根据本发明的电流互感器的外壳头部包括防护电子设备和/或功能电子设备。这还可以包括用于监控次级线圈的电子设备。例如，次级电路的电阻可以被监控，从而使得当预定阈值被超过时，短路器防止电流互感器过载。

有利地，外壳头部的连接触头被设计为插入式触头或螺旋式触头。这些可以以可靠和成本有效的方式被实现。特定结构可以取决于期望的应用，其中，具有不同连接触头的外壳头部可以被提供用于相同的电流互感器。

因此，设计根据本发明的用于电流互感器的一组外壳头部是有利的，其中，连接机构被设计成使得外壳主体可以可替换地连接至该组外壳头部中的外壳头部。

因此，可以流水化生产，这是因为统一外壳主体现在可以被设计用于具有不同连接技术的不同电流互感器，其中，所述统一外壳主体可以与各个期望的外壳头部结合，以形成最终产品。

而且，可以在已有安装中实现改装或扩展，使得没有电短路保护或没有防护电子设备的具有外壳头部的电流互感器可以用具有不同和可能的扩展功能的新外壳头部替换，而不需要很多的工作。

最终，标准化外壳主体和外壳头部之间的连接机构，使得外壳头部可以与不同外壳主体结合是有利的。

有利地，从而，用于根据本发明的电流互感器的一组外壳主体装配有连接机构，其允许外壳头部可替换地连接至该组外壳主体中的外壳主体。

本实施例还使得进一步流水化电流互感器的生产成为可能，这是因为现在可以提供用于电流互感器的统一外壳头部，例如，具有不同尺寸和性能分类的电流互感器。

例如，相同外壳头部可以与用于低压应用的外壳主体结合，以及与用于高压应用的外壳主体结合。由于初级导体和次级线圈相互电绝缘，电流互感器的电介质强度通过初级导体和次级线圈的界电分离被确定。由于初级导体和次级线圈之间的间隔的合适尺寸和/或材料(例如，外壳壳层、空气)的电介质尺寸，根据本发明的电流互感器可以使用超过1000V的初级导体和次级线圈之间的电压差操作。

当外壳主体必须被部分去除以去除头部时，能够使相同的外壳头部与不同外壳主体结合的优点也是有用的。电流互感器的外壳主体通常由两个互补的外壳壳层形成，即，上部壳层和下部壳层。在具有简单设计的实施例中，在接合外壳壳层之前，安装被认为是单个部件的外壳头部。通过结合外壳而被包围的外围凹槽-弹簧连接，可以固定外壳头部。结果是，外壳头部和外壳主体之间的连接可以通过相对压力、张力或剪切力在任何方向上被加载。

以下参考附图和优选实施例更详细地描述本发明。

附图说明

在附图中：

图1示出了被分成外壳主体和外壳头部的根据本发明的优选实施例的电流互感器；

图2示出了图1的外壳主体和外壳头部结合的根据本发明的优选实施例的电流互感器；

图3a、3b示出了根据本发明的优选实施例的电流互感器的外壳头部；

图4a、4b示出了根据本发明的优选实施例的电流互感器的外壳头部；以及

图5示出了包括外壳主体和外壳头部的可选实施例的根据本发明的另一个优选实施例的电流互感器。

具体实施方式

图1示出了分成外壳主体3和外壳头部2的根据本发明的电流互感器1的第一实施例。该图是透视图，并且外壳头部2被示出为在外壳主体3上的其安装位置之上。

外壳头部2包括两个连接触头4，当安装外壳头部2时，次级线圈-不可见-可以与外壳主体3接触。作为连接机构的机械部分，外壳头部2的外壳包括外壳主体3的弹簧6可以接合到其中的凹槽5。在所示实施例中，凹槽5环绕外壳头部2，并且外壳主体3的弹簧6是相应环形的，使得所安装的外壳头部2相对于外壳主体3不自由运动。外围弹簧6防止外壳头部2相对于外壳主体3水平剪切，并且弹簧6到凹槽5的接合防止垂直位置的改变。在该实施例中，由两个外壳壳层形成的外壳主体3必须被打开，以安装外壳头部2。

图2示出了具有外壳头部2的第一实施例的根据本发明的优选实施例的电流互感器1。图1中所示的凹槽-弹簧设计经受图2中的相互接合，并且被外壳主体3的上边缘覆盖。

图3a示出了根据本发明的优选实施例的电流互感器1的外壳头部2的第一实施例，包括前外壳头部壳10、后外壳头部壳11、以及连接触头4。被设计成螺旋式触头9的连接触头4通过经由位于外壳头部壳10、11中的纤维网(web)接合前外壳头部壳10和后外壳头部壳11被固定。而且，连接触头4包括弹簧触头7，外壳主体3中的配合触头-未示出-通过其可以接触，使得作为连接机构的电气部件的那些可以使得连接触头4电连接到次级线圈的端部。

图3b示出了处于安装状态的图3a中所示的外壳头部2的第一实施例。

图4a示出了根据本发明的电流互感器1的外壳头部2’的第二实施例，其包括前外壳头部壳10’、后外壳头部壳11’、以及连接触头4’。被设计为插入式触头8的连接触头4’通过经由位于外壳头部壳10’、11’中的纤维网接合前外壳头部壳10’和后外壳头部壳11’。而且，连接触头4’包括弹簧触头7，外壳主体3中的配合触头-未示出-通过其可以接触，使得作为连接机构的电气部件的那些可以使得连接触头4’能够电连接到次级线圈的端部。

图4b示出了处于安装状态下的图4a中所示的外壳头部2’的第二实施例。作为机械连接机构的部件的凹槽5可以在外壳头部2’的下边缘上被看到。

图5示出了图4b中所示的具有图1中所示的外壳主体3和第二实施例的外壳头部2’的根据本发明的优选实施例的电流互感器1。可以在图1中看到的弹簧6接合到可以在图4b中看到的凹槽5中。互相接合的凹槽-弹簧设计由外壳主体3的上边缘覆盖。

参考标号列表

电流互感器 1

外壳头部 2、2’

外壳主体 3

连接触头 4、4’

凹槽 5

弹簧 6

弹簧触头 7

插入式触头 8

螺旋式触头 9

前外壳头部壳 10、10’

后外壳头部壳 11、11’

Claims (9)

1.一种电流互感器，包括：

次级线圈；

连接触头（4），用于从外部与所述次级线圈建立导电接触；以及

外壳，具有外壳主体（3）和外壳头部（2），其中

所述次级线圈被容纳在所述外壳主体（3）中和/或附着到所述外壳主体（3），以及

所述次级线圈的连接触头（4）被设置在所述外壳头部（2）上，

其特征在于

连接机构被设置，通过所述连接机构，所述外壳头部（2）和所述连接触头可机械和电可拆卸地连接至所述外壳主体（3）和所述次级线圈，

用于所述外壳主体（3）与所述外壳头部（2）的机械连接的所述连接机构被设计为滑动机构并且具有凹槽（5）和弹簧（6）的组合，其中，所述弹簧（6）被设置在所述外壳主体（3）上并且所述凹槽（5）被设置在所述外壳头部（2）上，

所述外壳头部（2）包括所述凹槽（5），所述外壳主体（3）的所述弹簧（6）可以接合到所述凹槽（5）中，所述凹槽（5）环绕所述外壳头部（2），并且所述外壳主体（3）的所述弹簧（6）是相应环形的，使得所安装的所述外壳头部（2）相对于所述外壳主体（3）不自由运动。

2.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，用于电连接的所述连接机构包括导电弹簧触头（7），所述连接触头（4）经由所述导电弹簧触头可连接至所述次级线圈的端部。

3.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述电流互感器（1）包括短路器，当从所述外壳主体（3）去除所述外壳头部（2）时，所述次级线圈经由所述短路器被短路。

4.根据权利要求3所述的电流互感器，其特征在于，所述连接机构被设计为使得从所述外壳主体（3）去除所述外壳头部（2）导致所述短路器的自动短路。

5.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述外壳头部（2）包括防护电子设备和/或功能电子设备。

6.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述连接触头（4）被设计为插入式触头（8）或螺旋式触头（9）。

7.一种用于根据权利要求1至6中任一项所述的电流互感器的外壳头部组，其特征在于，所述连接机构被设计成使得所述外壳主体（3）可替代地连接至所述外壳头部组中的外壳头部（2）。

8.一种用于根据权利要求1至6中任一项所述的电流互感器的外壳主体组，其特征在于，所述连接机构被设计成使得所述外壳头部（2）可替代地连接至所述外壳主体组中的所述外壳主体（3）。

9.一种用于根据权利要求1至6中任一项所述的电流互感器的外壳主体组，其特征在于，使用由于初级导体和所述次级线圈之间的材料的间隔的几何尺寸和/或材料的介电尺寸而产生的初级导体和次级线圈之间的电压差，由所述外壳主体（3）通过引导初级导体到次级线圈是可操作的。

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