CN1276261C

CN1276261C - 测量变换器

Info

Publication number: CN1276261C
Application number: CNB018066283A
Authority: CN
Inventors: Z·吉戴; B·赫斯
Original assignee: AEG Niederspannungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: PL364497A1; DE10013143C2; CN1418313A; DE50104108D1; WO2001069271A2; ES2248297T3; EP1266231A2; EP1266231B1; PL202628B1; ATE279732T1; PT1266231E; DE10013143A1; WO2001069271A3

Abstract

本发明涉及测量变换器，尤其是电流互感器，它包括初级绕组、次级绕组及容纳次级绕组的外壳(1)，而初级绕组被缠绕在外壳(1)的外侧面上。为防止测量变换器被高的初级侧短路电流损坏，设置一固定装置(2)，以便侧固定初级绕组线圈(10)相对外壳的位置。这最好通过布置在外壳表面上的固定槽或其它适当结构来实现。外壳(1)可以为环面形，它具有设置于环面形外壳的中心孔内的导销(5)，它实现了初级侧线圈的附加引导或固定。可按照预定线圈间隔分组设置线圈。由此补偿在高初级电流时出现的力。

Description

测量变换器

技术领域

本发明涉及测量变换器，其包括初级绕组、次级绕组及容纳次级绕组的外壳，其中初级绕组被缠绕到外壳的外侧面上。

背景技术

测量变换器是与测量装置相连的变换器。电压表或测量装置的电压电路与变压器连接，而电流表或电流电路与电流互感器连接。

为了使高压远离测量位置，变压器主要被用在高压设备中。就象连接一个变换器那样进行变压器的连接。

为了能够使用测量范围小的测量仪，电流互感器被用在低压设备中。在高压设备中，为使高压远离测量位置，也在弱电流情况下使用电流互感器。在电流互感器中，输入线圈或初级绕组与用电装置串联。整个负载电流或电力网电流流过初级绕组。电力网电流与在几乎因电流表而短路的输出线圈或次级绕组中的电流的情况与线圈数量相反。另外，铁芯中的磁通量密度非常低，这是因为两个通量产生了相反的等强度磁场。

例如，电流互感器被用于测量电子断路器中的电流，借助该电子断路器来控制如保护电路的断续器触点。在用于如不超过25A的弱电流电路的电子断路器中，为保证足够的通量而在初级侧需要多个线圈。在短路的情况下，在初级侧出现了大短路电流或大极限电流，在这里，作用于初级绕组的磁力(例如劳伦兹力)变得如此之高，以致线圈相互移位，这可能造成损伤。

因此，人们希望有带有多个初级绕组的电流互感器或其它测量变换器，它可以不受损地承受在初级侧出现的最高的极限导通电流。

发明内容

因此，本发明的目的是提供上述类型的载电能力高的测量变换器。

为实现上述目的而提供一种测量变换器，它包括初级绕组、次级绕组及一个容纳次级绕组的外壳，其中所述初级绕组被缠绕在该外壳的外侧面上并且穿过该外壳的一个孔，其中，设有一个用于侧固定该初级绕组的线圈相对该外壳的位置的固定装置，该固定装置包括一个导销，该导销可以插入该外壳的孔中并且将该初级绕组的线圈固定在该外壳的孔中。

通过相对外壳侧固定初级绕组的线圈相对于外壳的横向固定，各线圈无法再因由高初级电流引起的偏移力而相对移动，从而即使有高极限电流，也可防止对初级绕组的损害。

最好可通过固定槽来实现相对外壳的侧固定，即该固定装置由设置于该外壳外侧面上的固定槽形成，而该初级绕组的线圈至少部分地在这些固定槽中被导向。通过固定槽，避免了侧移并进而避免了线圈受损。固定槽可具有例如夹紧线圈的夹紧功能，从而保证了在垂直方向上的附加固定。由此，例如可简化安装。

在该外壳外侧面的不同位置上设置三组固定槽，从而在所述固定槽组中引导的不同组的线圈相互间具有一预定角度。通过在外壳上的初级绕组间隔，可实现作用于测量变换器的力的更好的分布。

初级绕组可由多个并联线圈形成。这导致初级绕组具有小的总直径并且初级绕组导线有足够高的柔韧性。另外，通过这种设计结构确保了初级绕组有足够小的直径，以便它可以在环面外壳的情况下穿过环面的中心孔。例如，可并联三个线圈，其中它们以不同的角度延伸于外壳上。可以使并联线圈与如用于输送初级电流的接线端子电连接。接线端子可具有容纳线圈末端的固定切口。另外，可以在接线端子内形成孔，线圈末端穿过所述孔。导线末端穿过孔并随后被弯入固定切口中，这使得线圈末端的焊接切实可行，其中作用于焊接接合点的应力减小了。

外壳例如可以由由两部分构成的塑料壳形成，其两个半壳可插入地相连。这样，可以简单地装入次级绕组。如果外壳具有环面形，则可以绕环面形状的环凸引导初级绕组线圈并且通过轴向导槽被固定在环凸的外周面上。固定槽可成组设置在外壳上。因而，例如三组固定槽可以按预定角间距设置在环面形外壳上。可通过间隔布置固定槽组来平衡在高极限电流时产生的力，从而防止整个测量变换器装置受损。

可以在环面形外壳的中心孔内设置引导线圈的导销。导销最好有容纳各线圈的轴向导槽。由此确保附加地把线圈固定在环面形外壳的中心孔内。另外，导销可在至少一个前端面上具有定位形状，它嵌入一在一连接测量互感器的接线端子上设置于要测量的开关电路上的定位孔中，以确定导销相对接线端子的转动位置。由此可确保功能适当的装配。最好也将初级绕组线圈直接固定(如焊接)在接线端子上。

环面形外壳的半壳最好被设计成相互嵌接，从而防止了半壳扭转。这个可以如此实现，即一个用于穿过次级绕组导线的出口是由两部分构成的，其中一部分设置于一个半壳上，而另一部分设置于另一个半壳上，这两部分相互嵌接，从而防止了半壳扭转。由此一来，可确保在次级绕组导线出口与接线端子之间的预定位置关系。

本发明还提出了将如本发明的测量变换器用作电流互感器的用途，其中，给该电流互感器提供一电流信号并且该电流互感器变换该电流信号。

在本发明提出的用途中，形成三极测量变换器地连接三个电流互感器。

此外，这样的电流互感器可被用在电子断路器中。

本发明也提出了一种用于本发明的测量变换器的外壳。

附图说明

下面，通过实施例并参考附图来更详细地说明本发明。

图1是根据第一优选实施例的电流互感器的局部分解的视图。

图2是根据第一优选实施例的但没有初级侧接线端子的电流互感器的斜前视图和后视图。

图3是被用在第一优选实施例的电流互感器中的导销的斜视图。

图4是根据第二优选实施例的电流互感器的局部分解的视图。

图5是根据第二优选实施例的但没有初级侧接线端子的电流互感器的斜前视图和后视图。

图6表示根据第一实施例的三个电流互感器被连接成三极电流互感器装置的情况。

实施形式的具体描述

下面，通过参考图1-图3来描述一被用作电流互感器的测量变换器的第一优选实施例。

图1是第一优选实施例的电流互感器的局部分解的视图。这样的电流互感器例如被指定用于25A标称电流，并且它包括一壳形外壳1，在外壳中安装着如被绕在环形芯材上的次级绕组。次级绕组的线圈导线14通过一个设置于外壳1上的出口被引到外面。对于较低的25A标称电流来说，需要多个初级绕组10，它们成组地以预定角间隔被缠绕到外壳上。通过导槽/固定槽2，初级绕组线圈10相对外壳1的位置被侧固定住。例如，通过适当地设计塑料外壳的铸模，通过适当地机械加工外壳表面，或通过在外壳表面上固定(例如粘附)适当的结构，使固定槽2设置于外壳表面上。

初级绕组10包括三个单独的线圈导线，而每个线圈导线分别有三个端子，这些端子分别被固定在一个连接要测量的电流电路的接线端子3或4上。固定是这样进行的，即这三条独立导线分别经过设置于接线端子3、4内的相应通孔并随后分别被弯入适当的固定切口6、7中。通过这种措施，可以进行简化焊接，其中焊接点承受小应力。为了获得所需的载电能力，初级绕组需要有一定横截面。但是，这样的横截面因导线柔韧性差而导致难于操作并且无法把三个初级绕组装在如图1所示的环面形外壳的中心孔内。因此，使用三个横截面相应缩小的单独线圈导线并且在接线端子3、4处进行并联电连接。当在环面形外壳中心孔内的空间需求减小时，这提高了线圈导线的柔韧性。

为改善初级绕组的导向，将导销5设置在环面形外壳1的中心孔内，即便在环面形外壳1的环凸的与固定槽对置的那侧上，也使线圈经过所述导销来引导或通过它而得到固定。这可以例如通过下面将要说明的导销5的导槽来实现。

外壳1具有一个支承座8，它在装配中被带入设置于支承板内的支承凹槽9中。

图2是根据第一优选实施例的但没有初级侧接线端子3、4的电流互感器的斜前视图和后视图。图2示出了一设置在导销5的两个前端面上的定位形状11。该定位形状可通过适当设计铸模或通过机械加工导销5表面而生成。如此设计两个定位形状11，即它们精确匹配于设置在接线端子3、4内的定位孔16。当然，也可以只在一个前端面上设置定位形状11。因此，可在装配接线端子3、4时确保导销5与接线端子3、4之间的预定的位置关系或转动位置关系。可以这样选择位置关系，即例如垂直于接线端子4的连接面地设置次级导线14的出口。

次级导线14的出口被设计成由两部分构成，其中成通道状的一部分12设置在一个半壳上，而与通道部12接合的部分13被设计成具有两个用于次级导线14两端的出口的通道封盖形状。可将这两个半壳推合或插接起来，其中出口的封盖13嵌入通道部12中，从而防止了推合的两个半壳扭转。由此一来，同时也实现了减轻张力。

当存在初级侧最大极限电流(如开关装置的最大断路电流，电流互感器就是为此而设的)时，作用于初级侧线圈的强大作用力导致外壳1承受高应力。为避免损坏电流互感器结构，分组设置固定槽2，它们有预定的角间隔。这些组槽可以以120°等角距地设置在环面形外壳1上。在第一优选实施例中，规定了不一致的角度划分。可以通过测量技术设备获得最佳平衡位移力的固定槽组最佳角度分布。

图3是导销5的独立视图，它设置在环面形外壳1的中心孔内。如上所述，导销5具有导槽15，初级侧线圈延伸于所述导槽中。因此，即便是在环面形外壳1的环凸的内侧上，也可以引导或固定线圈。在图3所示的导销5的两前端上，可以看到定位形状11。

以下参见图4、5来描述用于较低的7A初级侧标称电流的第二优选实施例。根据第二优选实施例的电流互感器的设计结构基本上与根据第一优选实施例的电流互感器相同。而与第一优选实施例不同的是，由于标称电流较低，所以根据第二优选实施例的电流互感器只需要一个初级绕组导线，但在这里以预定角间隔设置了四个线圈10。在这个例子中，其中两个线圈10合成一组，而另外两个与这组间隔了预定的角间隔。各初级绕组导线经过其中一个设置于接线端子3、4内的孔并被弯入其中一个固定切口7中并被焊接。

图5示出了根据第二优选实施例的但没有初级侧接线端子的电流互感器的斜前视图和后视图，其中可以看见导销5的固定槽或导槽15。还可以看到，在第二优选实施例中，不是所有的导销5导槽和/或固定槽2都被占用。因此，电流互感器外壳1可与导销5相结合地被用于不同的实施例，由此在降低成本的同时，可以更灵活地使用。

图6示出了三个根据第一实施例的电流互感器被布置成在断路开关装置中的三极电流互感器的形式，所述断路开关装置被安装在一铸造壳体内。铸造外壳有孔，使带有次级导线14的次级侧出口及初级侧接线端子4经过所述孔被抽出。使电流互感器的其它初级侧接线端子3相互电连接，从而得到了如用于三相电流用途的星形结构。

当然，也可以想象出四极或多极的断路开关装置。

如图2、5所示，固定槽2可具有夹紧功能，其中初级绕组被夹入固定槽2内，从而可实现简单装配和在径向上的附加固定。

要强调的是，本发明不局限于这两个优选实施例的具体设计。本发明的基本构思是相对外壳表面侧固定初级侧线圈。这也可以通过其它适当的措施如粘结、导孔或导向眼或改变外壳表面来进行，这些措施导致初级侧线圈相对外壳1位置被侧固定。外壳1形状也不局限于环面形，而是可以想象出其它外壳形状，其中安装着次级绕组并且初级绕组被绕于其上。

Claims

1、一种测量变换器，它包括初级绕组、次级绕组及一个容纳次级绕组的外壳(1)，其中所述初级绕组被缠绕在该外壳(1)的外侧面上并且穿过该外壳(1)的一个孔，其特征在于，设有一个用于侧固定该初级绕组的线圈(10)相对该外壳(1)的位置的固定装置(2)，其中该固定装置包括一个导销(5)，该导销可以插入该外壳的孔中并且将该初级绕组的线圈(10)固定在该外壳(1)的孔中。

2、如权利要求1所述的测量变换器，其中，该固定装置由设置于该外壳(1)外侧面上的固定槽(2)形成，而该初级绕组的线圈(10)至少部分地在这些固定槽(2)中被导向。

3、如权利要求2所述的测量变换器，其中，这些固定槽(2)具有夹紧该初级绕组的线圈(10)的夹紧功能。

4、如权利要求2或3所述的测量变换器，其中，在该外壳(1)外侧面的不同位置上设置三组固定槽(2)，从而在所述固定槽组中引导的不同组的线圈(10)相互间具有一预定角度。

5、如权利要求1所述的测量变换器，其中，所述初级绕组由多个并联的线圈(10)组成。

6、如权利要求5所述的测量变换器，其中，三个线圈(10)是并联的并且以不同的角度在该外壳(1)上延伸。

7、如权利要求5或6所述的测量变换器，其中，这些并联的线圈(10)被电连接在一接线端子(3，4)上。

8、如权利要求7所述的测量变换器，其中，该接线端子(3，4)具有用于容纳线圈(10)末端的固定切口(6，7)。

9、如权利要求8所述的测量变换器，其中，这些并联的线圈(10)的末端穿过成形于该接线端子(3，4)内的孔。

10、如权利要求1所述的测量变换器，其中，该外壳(1)是一个由两部分构成的塑料外壳，它的两个半壳可插接相连。

11、如权利要求10所述的测量变换器，其中，该外壳(1)具有环面形状，该初级绕组的线圈(10)绕该环面形状的环凸受到引导，并且该线圈的侧位置通过在环凸外周面上的轴向固定槽(2)被固定位。

12、如权利要求11所述的测量变换器，其中，这些固定槽(2)成组地设置在该外壳(1)上。

13、如权利要求12所述的测量变换器，其中，三组固定槽(2)按照预定角间隔设置在该环面形外壳(1)上。

14、如权利要求1所述的测量变换器，其中，该导销(5)具有用于容纳单个线圈(10)的轴向导槽(15)。

15、如权利要求1或14所述的测量变换器，其中，该导销(5)在至少一个前端面上具有定位形状(11)，所述定位形状与设置在接线端子(3，4)内的定位孔(16)配合，以便确定该导销(5)相对该接线端子(3，4)的转动位置。

16、如权利要求15所述的测量变换器，其中，该初级绕组的线圈(10)被固定在该接线端子(3，4)上。

17、如权利要求11所述的测量变换器，其中，该环面形外壳(1)的半壳相互嵌接，从而防止了所述半壳扭转并实现减轻张力。

18、如权利要求17所述的测量变换器，其中，用于穿过该次级绕组的导线(14)的出口被设计成由两部分构成，其中一部分(12)设置在其中一个半壳上，而另一部分(13)设置在另一半壳上，这两部分相互接合，从而防止了半壳扭转并实现减轻张力。

19、将如前述权利要求之一所述的测量变换器用作电流互感器的用途，给该电流互感器提供一电流信号并且该电流互感器变换该电流信号。

20、如权利要求19所述的用途，其中，作为三极测量变换器地连接三个电流互感器。

21、将如权利要求19或20所述的电流互感器用在电子断路器中的用途。

22、用于测量变换器的外壳，所述测量变换器包括初级绕组和次级绕组，其中所述初级绕组被缠绕在所述外壳(1)的外侧面上，所述外壳(1)配备有一个固定装置(2)，用于固定所述初级绕组的线圈(10)相对所述外壳(1)的位置，所述外壳还具有孔，所述孔用于接纳所述固定装置的一个导销(5)，所述导销将所述初级绕组的线圈(10)固定在所述孔中。