CN112447385B - 一种大功率铜排测量用漏电互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大功率铜排测量用漏电互感器，包括互感器外壳（1），其内连有一圈金属屏蔽层（11），位于金属屏蔽层（11）外的互感器外壳（1）内连有一个互感器绕组（4），位于金属屏蔽层（11）内的互感器外壳（1）内设有一组通孔（12）；互感器绕组（4）包括一个环形磁芯（4a）和一组均匀绕制于环形磁芯（4a）上的二次线圈（4b），通孔（12）内对应连接一组相互平行的铜柱（2），铜柱（2）的两端均设有螺纹（2a），且每个铜柱（2）的两端分别连接一个铜套（3）。本发明的优点是提高漏电互感器的磁平衡特性和检测精度，便于大功率铜排的场景的安装，使其磁场分布更加均匀，维持漏斗互感器的正常使用。

Description

一种大功率铜排测量用漏电互感器
技术领域
本发明涉及互感器制造技术领域，尤其是一种大功率铜排测量用漏电互感器。
背景技术
剩余电流保护装置是用来对电气线路进行接地故障保护，防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故，也可用来对人身触电危险提供间接接触保护。剩余电流保护装置包含一体式和分体式两种安装方式，对于分体式剩余电流保护装置，剩余电流互感器与主控模块分开安装，外接在主回路中。
剩余电流互感器又称漏电互感器，如图1、图2所示，为常规的互感器结构，在此结构中，当一次主回路是大功率铜排的安装场景时，由于铜排都是并排安装，导致常规的漏电互感器安装需要很长的磁芯环路，磁芯环路越长，检测精度越低；而且并排的铜排会引起磁场分布不均匀，导致互感器二次输出失真的漏电信号，往往一次回路总功率越大，互感器二次输出的失真漏电信号越大，经常引起剩余电流保护装置误动作。
同时，现在的剩余电流保护装置对漏电信号的检测要求越来越高，除了常规的工频交流漏电检测外，还需要检测高频交流、平滑直流、复合电流等复杂的漏电信号，这些就对互感器的磁平衡性能提出了更高的要求。
为了提高剩余电流互感器的磁平衡特性，目前多数采取导磁材料包覆二次侧线圈或者增加互感器外壳屏蔽层的方法，这些方式对提高漏电互感器的平衡特性起到一定的作用，但是改善效果有限。本专利针对大功率铜排的应用场景，设计了一种互感器，从互感器磁芯工艺，二次线圈绕制工艺和整体结构方案上改善漏电互感器的磁平衡特性，用来解决上述工程实践中存在的问题。
发明内容
本发明目的就是为了解决现有漏电互感器针对大功率铜排时检测精度和磁平衡特性低、效果差、易出现信号失真和误动作的问题，提供了一种大功率铜排测量用漏电互感器，可以提高漏电互感器的磁平衡特性和检测精度，便于大功率铜排的场景的安装，使其磁场分布更加均匀，避免输出失真信号，维持漏斗互感器的正常使用。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种大功率铜排测量用漏电互感器，包括一个互感器外壳，互感器外壳内连有一圈金属屏蔽层，位于金属屏蔽层外的互感器外壳内连有一个互感器绕组，位于金属屏蔽层内的互感器外壳内设有一组通孔；
所述互感器绕组包括一个环形磁芯和一组均匀绕制于环形磁芯上的二次线圈，所述通孔内对应连接一组相互平行的铜柱，铜柱的两端均设有螺纹，且每个铜柱的两端分别连接一个铜套，以用于和上下铜排进行连接。
所述环形磁芯为纳米晶薄带材料，所述二次线圈为漆包线。
所述环形磁芯的起始绕制点与结束绕制点相对于磁环圆心在同一方位，二次线圈的起始绕制点与结束绕制点和环形磁芯的起始绕制点与结束绕制点在同一方位。
进一步地，所述二次线圈的绕线匝数为500~2000匝。
进一步地，所述金属屏蔽层将互感器外壳分成两个部分，一个为位于外圈的圆环凹槽，另一个为位于内圈的圆形内腔，互感器绕组连于圆环凹槽内，通孔均匀设置在圆形内腔中。
进一步地，所述互感器外壳为圆盒状，圆环凹槽的中心与互感器外壳的中心相互重合。
进一步地，所述通孔以圆形内腔的中心为辐射点向外呈放射状等距离均布。
进一步地，所述通孔设为四个，四个通孔的中心依次相连形成一个正方形，且正方形的中心与圆形内腔的中心重合。
进一步地，所述铜套的一端设为接口端、另一端设有螺纹孔，铜套的接口端保持在同一水平位置，螺纹孔与铜柱的螺纹相互配合连接。
进一步地，所述铜套设有弯折部，弯折部与竖直方向的夹角α为45°。
本发明的技术方案中，通过改善互感器结构、以及采用特殊材料和绕制方式的绕组，改善了漏电互感器的磁平衡特性，提高了其检测精度，适用于大功率铜排的场景安装，生产加工与安装工艺简便，制造成本低，使得磁场分布更加均匀，避免了因磁场不均导致的失真信号输出情况。
附图说明
图1为现有技术中漏电互感器的正视图；
图2为现有技术中漏电互感器的俯视图；
图3为本发明的大功率铜排测量用漏电互感器的正视图；
图4为本发明的大功率铜排测量用漏电互感器的侧视图；
图5为本发明的大功率铜排测量用漏电互感器的俯视图；
图6为本发明的互感器外壳的俯视图；
图7为本发明的互感器外壳的仰视图；
图8为图6的A-A剖视图；
图9为本发明的互感器绕组与互感器外壳的结构装配图；
图10为本发明的互感器绕组之磁芯绕制示意图；
图11为本发明的互感器绕组之线圈绕制示意图；
图12为本发明的铜柱的正视图；
图13为本发明的铜柱的俯视图；
图14为本发明的铜套的正视图；
图15为本发明的铜套的侧视图。
具体实施方式
为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种大功率铜排测量用漏电互感器进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参见图3~图5，一种大功率铜排测量用漏电互感器，包括互感器外壳1，其特征在于：
参见图6~图9，互感器外壳1设为圆盒状，且其内连有一圈金属屏蔽层11，位于金属屏蔽层11外的互感器外壳1内连有一个互感器绕组4，位于金属屏蔽层11内的互感器外壳1内设有四个通孔12；
金属屏蔽层11将互感器外壳1分成两个部分，一个为位于外圈的圆环凹槽1a，圆环凹槽1a与互感器外壳1同轴，另一个为位于内圈的圆形内腔1b，互感器绕组4连于圆环凹槽1a内，通孔12设于圆形内腔1b中，四个通孔12的中心依次相连形成一个正方形，且正方形的中心与圆形内腔1b的中心重合；
参见图9、图10和图11，所述互感器绕组4包括一个环形磁芯4a和一组均匀绕制于环形磁芯4a上的二次线圈4b，环形磁芯4a为纳米晶薄带材料，且其起始绕制点与结束绕制点相对于磁环圆心在同一方位，二次线圈4b为漆包线，且其起始绕制点与结束绕制点和纳米晶薄带材料的起始绕制点与结束绕制点在同一方位，二次线圈4b的绕线匝数为1500匝；
参见图1、图6、图12~图15，所述通孔12内对应连接一组相互平行的铜柱2，铜柱2的两端均设有螺纹2a，且每个铜柱2的两端分别连接一个铜套3，铜套3的一端设为接口端3b、另一端设有螺纹孔3c，螺纹孔3c与铜柱2的螺纹2a相互配合连接，铜套3的接口端3b保持在同一水平位置，以便于和上下铜排进行连接；
铜套3设有弯折部3a，弯折部3a与竖直方向的夹角α为45°。
与常规互感器相比，在检测精度仿真测试中，对于电磁平衡结构来说，正常工作时三相电流对称，互感器结构参数完全相同。在三相电流IA1、IB1、IC1、IA2、IB2、IC2下，由于B1、B2相位于呈对称位置分布的各相电流的中间，其铁芯中的杂散磁通与套管的布置方式有关，故其铁芯中产生最高磁通密度，因此，考虑这两种穿线方式的磁通分布情况，显示本发明的互感器检测精度明显优于常规互感器。
本发明的漏电互感器生产加工及安装工艺简便，制造成本低，且改善了漏电互感器的磁平衡特性，提高了其检测精度，适用于大功率铜排的场景安装，磁场分布更加均匀，避免了因磁场不均导致的失真信号输出情况。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种大功率铜排测量用漏电互感器，包括互感器外壳（1），其特征在于：
互感器外壳（1）内连有一圈金属屏蔽层（11），位于金属屏蔽层（11）外的互感器外壳（1）内连有一个互感器绕组（4），位于金属屏蔽层（11）内的互感器外壳（1）内设有一组通孔（12）；
互感器绕组（4）包括一个环形磁芯（4a）和一组均匀绕制于环形磁芯（4a）上的二次线圈（4b），通孔（12）内对应连接一组相互平行的铜柱（2），铜柱（2）的两端均设有螺纹（2a），且每个铜柱（2）的两端分别连接一个铜套（3）；
所述环形磁芯（4a）为纳米晶薄带材料，二次线圈（4b）为漆包线；
所述环形磁芯（4a）的起始绕制点与结束绕制点相对于磁环圆心在同一方位，且二次线圈（4b）的起始绕制点与结束绕制点和纳米晶薄带材料的起始绕制点与结束绕制点在同一方位。
2.根据权利要求1所述的大功率铜排测量用漏电互感器，其特征在于：
所述二次线圈（4b）的绕线匝数为500~2000匝。
3.根据权利要求1所述的大功率铜排测量用漏电互感器，其特征在于：
所述金属屏蔽层（11）将互感器外壳（1）分成两个部分，一个为位于外圈的圆环凹槽（1a），另一个为位于内圈的圆形内腔（1b），互感器绕组（4）连于圆环凹槽（1a）内，通孔（12）均匀设置在圆形内腔（1b）中。
4.根据权利要求3所述的大功率铜排测量用漏电互感器，其特征在于：
所述互感器外壳（1）为圆盒状，圆环凹槽（1a）的中心与互感器外壳（1）的中心相互重合。
5.根据权利要求3所述的大功率铜排测量用漏电互感器，其特征在于：
所述通孔（12）以圆形内腔（1b）的中心为辐射点向外呈放射状等距离均布。
6.根据权利要求5所述的大功率铜排测量用漏电互感器，其特征在于：
所述通孔（12）设为四个，四个通孔的中心依次相连形成一个正方形，且正方形的中心与圆形内腔（1b）的中心重合。
7.根据权利要求1所述的大功率铜排测量用漏电互感器，其特征在于：所述铜套（3）的一端设为接口端（3b）、另一端设有螺纹孔（3c），铜套（3）
的接口端（3b）保持在同一水平位置，螺纹孔（3c）与铜柱（2）的螺纹（2a）
相互配合连接。
8.根据权利要求1所述的大功率铜排测量用漏电互感器，其特征在于：
所述铜套（3）设有弯折部（3a），弯折部（3a）与竖直方向的夹角α为45°。
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