CN109411202A - 一种紧凑式低压电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紧凑式低压电流互感器，涉及电流互感器领域，包括一次金属排、铁芯和二次绕组，铁芯上绕接有二次绕组，二次绕组的两端设置有接入头，铁芯具有中心孔，一次金属排从中心孔穿过，一次金属排由导电金属薄板组成，一次金属排的两侧设置有连线孔，导电金属薄板上设置有气隙，铁芯设于外壳内部，接入头穿出所述外壳。有益效果在于：通过有气隙的导电金属薄板组成一次金属排，便于增加一次金属排表面积从而使得同等过流的前提下一次金属排体积变小，并且气隙有利于一次金属排的散热，其次，所述铁芯中心孔略大于一次金属排的截面积，结构紧凑，对常规互感器存在的体积大、精度低的缺点得到较好的改善和弥补。
Description
技术领域
本发明涉及电流互感器领域，具体涉及一种紧凑式低压电流互感器。
背景技术
电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来进行电气测量的设备。电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流；二次绕组的匝数较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路。目前市场上常见的用于日常运行时的电能质量监测、电流测量、电度表计量等的低压电流互感器一般为穿心式。为适应不同导线线径或形状尺寸，其中心一般为预留圆孔或方孔的形式；专利申请号“201520811062.0”的专利(申请)中公开了一种漏电断路器用直通型零序互感器，其中的一次侧采用铜排，由于趋肤效应的存在，一次侧散热性能不好，需要使用体积较大的铜排，势必造成互感器体积和成本的增加；专利申请号“201110449381.8”的专利中介绍了一种用于中频电源电流互感器与设备的连接导线，该导线连接在所述互感器的二次侧线圈与所述设备之间，所述导线包括导体及套在导体外的护套，从附图中可以看出铁芯内部空隙加大导致体积加大，需要增加较大的安装空间，相对漏磁量大，磁阻大，导致测量精度降低。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种紧凑式低压电流互感器。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种紧凑式低压电流互感器，包括一次金属排、铁芯和二次绕组，所述铁芯上绕接有所述二次绕组，所述二次绕组的两端设置有接入头，所述铁芯具有中心孔，所述一次金属排从所述中心孔穿过，所述一次金属排由导电金属薄板组成，所述一次金属排的两侧设置有连线孔，所述导电金属薄板上设置有气隙，所述铁芯设于所述外壳内部，所述接入头穿出所述外壳。
进一步地，所述铁芯、所述一次金属排和所述二次绕组分别为一个。
进一步地，所述铁芯、所述一次金属排和所述二次绕组分别为三个，三个所述一次金属排分别穿过三个所述铁芯的中心孔，三个所述二次绕组分别绕于三个所述铁芯上。
进一步地，还包括一个绝缘片，所述一次金属排为两个，所述绝缘片位于所述中心孔内且位于两个所述一次金属排之间，将两个所述一次金属排隔开。
进一步地，还包括两个绝缘片，所述一次金属排为三个，两个所述绝缘片位于中心孔内且分别位于三个所述一次金属排两两之间，将三个所述一次金属排两两隔开。
进一步地，还包括三个绝缘片，所述一次金属排为四个，三个所述绝缘片分别位于四个所述一次金属排两两之间，将四个所述一次金属排两两隔开。
进一步地，所述铁芯为闭合铁芯，其形状为方形、圆形或者椭圆形。
进一步地，所述一次金属排由大于或等于两个的所述导电金属薄板叠加而成，所述导电金属薄板为薄铜板、薄银板和薄金板或薄合金板的一种。
进一步地，所述铁芯中心孔略大于一次金属排的截面积。
进一步地，所述导电金属薄板上的所述气隙的形状包含方形、半圆形、半椭圆形或波浪形的一种或几种，所述中心孔的大小为穿过其的所述一次金属排的截面积的1.05倍至1.1倍。
有益效果在于：本发明的紧凑式低压电流互感器，通过有气隙的导电金属薄板组成一次金属排，便于增加一次金属排表面积从而使得同等过流的前提下一次金属排体积变小，并且气隙有利于一次金属排的散热，其次，所述铁芯中心孔略大于一次金属排的截面积，结构紧凑，对常规互感器存在的体积大、精度低的缺点得到较好的改善和弥补。
附图说明
图1是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例1的立体图；
图2是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例1的一次金属排的横截面图；
图3是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例1的一次金属排穿过铁芯的示意图；
图4是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例2的立体图；
图5是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例2的一次金属排穿过铁芯的示意图；
图6是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例3的立体图；
图7是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例3的一次金属排穿过铁芯的示意图；
图8是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例4的立体图；
图9是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例4的一次金属排穿过铁芯的示意图；
图10是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例5的立体图；
图11是本发明所述一种紧凑式低压电流互感器实施例5的一次金属排穿过铁芯的示意图；
附图标记说明如下：
1、外壳；2、一次金属排；3、连线孔；4、导电金属薄板；5、气隙；6、铁芯；7、接入头；8、二次绕组；9、中心孔；10、绝缘片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1-图3所示，一种紧凑式低压电流互感器，包括一次金属排2、铁芯6、二次绕组8和外壳1，铁芯6上绕接有二次绕组8，二次绕组8的两端设置有接入头7，铁芯6具有中心孔9，一次金属排2从中心孔9穿过，一次金属排2由导电金属薄板4组成，一次金属排2的两侧设置有连线孔3，铁芯6设于外壳1内部，接入头7穿出外壳1(图中未示出)。
在本实施例中，铁芯6为闭合铁芯，其形状为方形、圆形或者椭圆形的一种，上述形状便于二次绕组8的绕接。
在本实施例中，导电金属薄板4上的气隙5的形状包含但不限于方形、半圆形、半椭圆形或波浪形的一种，多片带有气隙5的导电金属薄板4叠加在一起构成一次金属排2，气隙5的存在有利于增加导电金属薄板4的表面积，从而增加一次金属排2的表面积，是对趋肤效应(导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导线内部实际上电流较小。结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加,这一现象称为趋肤效应)特性的利用，使同等截面的一次金属排2，载流量(承载电流的能力)得到了有效的提高，从而可以使用较小体积的一次金属排2。另外，一次金属排2有电流流过，就会发热，其发热的公式为Q＝I2RT(Q为热量，I为通过一次金属排2的电流，R为一次金属排2的阻值，T为通过一次金属排2电流的持续时间)。很显然，目前在超导体材料还不能大面积使用的情况下，R值是无法为零，也就是说，产生热量是不可避免的。气隙5的存在提供了空气对流的通道便于加快一次金属排2热量的散发，有利于散热。
在本实施例中，二次绕组8为漆包线，在除接入头7外的绕接在铁芯6部分的导线外敷有绝缘油漆，便于保障二次绕组8在绕接的部分的绝缘性，避免二次绕组8和铁芯6之间有直接的电流传递。
在本实施例中，导电金属薄板4包含但不限于薄铜板、薄银板、薄金板、薄合金板以及其他导电性能较好的薄板的一种，目前铜为性价比较高的导体材料，所以通常使用薄铜板便于一次金属排2承载全部的一次工作电流。
在本实施例中，铁芯6的中心孔9的大小略大于一次金属排2的横截面，优选地，中心孔9的大小为一次金属排2的截面积的1.05倍至1.1倍。
在本实施例中，一次金属排2两侧的连接孔3为预留孔，孔的数量和直径由承载的电流及连接方式综合决定。
本实施例的紧凑式低压电流互感器，用于侦测单相电的火线或零线电流，在使用中，一次金属排2接入单相电的火线或零线中。
实施例2
如图4-5所示，一种紧凑式低压电流互感器，包括一次金属排2、铁芯6、二次绕组8和外壳1，本实施例与实施例1的区别在于设置有三个一次金属排2、三个铁芯6、三个二次绕组、三组接入头7，每个铁芯6分别设置有一个中心孔9，三个一次金属排2分别从三个中心孔9穿过，,三个二次绕组分别绕于三个铁芯6上,三个铁芯6设于外壳1内，三组接入头7穿出外壳1(图4中未示出)。本实施例的紧凑式低压电流互感器，用于侦测三相电的电流。
实施例3
如图6-7所示，一种紧凑式低压电流互感器，包括一次金属排2、铁芯6、二次绕组8和外壳1，本实施例与实施例1的区别在于设置有两个一次金属排2，并设有一个绝缘片10，两个一次金属排2均穿过中心孔9，绝缘片10位于中心孔9内且位于两个一次金属排2之间，将两个一次金属排2隔开，从而使得两个一次金属排2之间相互绝缘。
本实施例中，绝缘片10也可用绝缘胶或其它可绝缘的物质代替。
本实施例的紧凑式低压电流互感器，用于侦测单相电零线和火线之间的零序电流，在使用中，两个一次金属排2分别接入单相电的火线和零线中。
实施例4
如图8-9所示，一种紧凑式低压电流互感器，包括一次金属排2、铁芯6、二次绕组8和外壳1，本实施例与实施例3的区别在于设置有三个一次金属排2，并设有两个绝缘片10，三个一次金属排2均穿过中心孔9，两个绝缘片10位于中心孔9内且分别位于三个一次金属排2两两之间，将三个一次金属排2两两隔开，从而使得三个一次金属排2之间相互绝缘。
本实施例中，两个绝缘片10也可用绝缘胶或其它可绝缘的物质代替。
本实施例的紧凑式低压电流互感器，用于侦测三相三线电之间的零序电流，在使用中，三个一次金属排2分别接入三相电的每一相中。
实施例5
如图10-11所示，一种紧凑式低压电流互感器，包括一次金属排2、铁芯6、二次绕组8和外壳1，本实施例与实施例4的区别在于设置有四个一次金属排2，并设有三个绝缘片10，四个一次金属排2均穿过中心孔9，三个绝缘片10位于中心孔9内且分别位于四个一次金属排2两两之间，将四个一次金属排2两两隔开，从而使得四个一次金属排2之间相互绝缘。
本实施例中，三个绝缘片10也可用绝缘胶或其它可绝缘的物质代替。
本实施例的紧凑式低压电流互感器，用于侦测三相四线电之间的零序电流，在使用中，四个一次金属排2分别接入三相电的每一相和零线中。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (10)
1.一种紧凑式低压电流互感器，包括一次金属排、铁芯和二次绕组，所述铁芯上绕接有所述二次绕组，所述二次绕组的两端设置有接入头，所述铁芯具有中心孔，所述一次金属排从所述中心孔穿过，其特征在于，所述一次金属排由导电金属薄板组成，所述一次金属排的两侧设置有连线孔，所述导电金属薄板上设置有气隙，所述铁芯设于所述外壳内部，所述接入头穿出所述外壳。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：所述铁芯、所述一次金属排和所述二次绕组分别为一个。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：所述铁芯、所述一次金属排和所述二次绕组分别为三个，三个所述一次金属排分别穿过三个所述铁芯的中心孔，三个所述二次绕组分别绕于三个所述铁芯上。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：还包括一个绝缘片，所述一次金属排为两个，所述绝缘片位于所述中心孔内且位于两个所述一次金属排之间，将两个所述一次金属排隔开。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：还包括两个绝缘片，所述一次金属排为三个，两个所述绝缘片位于中心孔内且分别位于三个所述一次金属排两两之间，将三个所述一次金属排两两隔开。
6.根据权利要求1所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：还包括三个绝缘片，所述一次金属排为四个，三个所述绝缘片分别位于四个所述一次金属排两两之间，将四个所述一次金属排两两隔开。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：所述铁芯为闭合铁芯，其形状为方形、圆形或者椭圆形。
8.根据权利要求1至6任一项所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：所述一次金属排由大于或等于两个的所述导电金属薄板叠加而成，所述导电金属薄板为薄铜板、薄银板和薄金板或薄合金板的一种。
9.根据权利要求1至6任一项所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：所述铁芯中心孔略大于一次金属排的截面积。
10.根据权利要求9所述的一种紧凑式低压电流互感器，其特征在于：所述导电金属薄板上的所述气隙的形状包含方形、半圆形、半椭圆形或波浪形的一种或几种，所述中心孔的大小为穿过其的所述一次金属排的截面积的1.05倍至1.1倍。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20240927 |
|
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