CN207264880U - 侧置式取电用电流互感器 - Google Patents

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辛超
王亚洲
高文彪
程久明
吴炳华
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Abstract

本实用新型涉及一种侧置式取电用电流互感器，包括用于吸磁的两个吸磁部以及用于缠绕线圈的铁芯，所述铁芯连接于所述两个吸磁部之间，并且垂直于所述两个吸磁部，所述铁芯和所述两个吸磁部是由多个形状相同的单层叠片叠压制成。

Description

侧置式取电用电流互感器
技术领域
本实用新型涉及电力设备领域，具体涉及一种侧置式取电用电流互感器。
背景技术
智能电网是当前电力系统的发展趋势，智能开关柜等智能设备被广泛应用于配电网中。在智能开关柜中，需要设置各种传感器以监测和诊断电路电力系统运行的状态，这些智能检测装置一般采用自取电的供电方式，通常使用电流互感器(Current Transformer,CT)进行取电。
利用取电CT作为感应电源，其理论依据源于电磁感应原理。在设计取电CT时，一般需要综合考虑唤醒电流、输出功率、安装尺寸等多种因素。现有技术中，常见的取电CT为环形结构，例如中国专利CN205039062U公开了一种电源型取电CT，采用了圆环形的铁芯结构进行自取电。但是这种环形取电CT在使用时，一方面由于安装时需环绕包裹在负载周围，不利于负载的散热；另一方面由于受形状限制，对于不同尺寸的负载，需要设计不同大小的圆环，不具有普适性。
因此，目前需要一种散热良好、便于安装并且普适性好的取电CT。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种侧置式取电用电流互感器，能够克服上述现有技术的缺陷，具体包括：用于吸磁的两个吸磁部以及用于缠绕线圈的铁芯，所述铁芯连接于所述两个吸磁部之间，并且垂直于所述两个吸磁部，所述铁芯和所述两个吸磁部是由多个形状相同的单层叠片叠压制成。
优选的，所述单层叠片包括一个用于叠压成所述铁芯的铁芯片和两个用于叠压成所述吸磁部的吸磁片。
优选的，所述铁芯片连接于两个所述吸磁片之间，并且垂直于所述吸磁片。
优选的，所述铁芯片与所述吸磁片是一体成型制成。
优选的，所述吸磁片为“1”字形。
优选的，所述吸磁片为L形，反L形或倒T形。
优选的，所述吸磁部的底面设有凹口
优选的，所述单层叠片由软磁材料制成。
优选的，所述软磁材料是硅钢片或坡莫合金。
所述电流互感器还包括缠绕于所述铁芯上的线圈，以及串联于所述线圈输出端的电容。
相对于现有技术，本实用新型取得了如下有益技术效果：本实用新型提供的侧置式取电CT，采用了侧置式的安装方式，拆卸简便；通过叠片式工艺制作而成，制作简单，不易产生涡流；本实用新型提供的取电CT结构在保证取电CT的吸磁效率的同时，又使得取电CT与负载之间的散热良好；同时可以根据负载形状变化取电CT的空间尺寸，应用广泛。
附图说明
图1是根据本实用新型较佳实施例的取电CT的立体结构图。
图2是本实用新型较佳实施例的取电CT应用在负载上的立体结构示意图。
图3是本实用新型较佳实施例的取电CT的单层叠片剖面结构示意图。
图4是本实用新型较佳实施例的取电CT的尺寸标注示意图。
图5A是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图。
图5B是用于制作如图5A所示的取电CT的单层叠片剖面结构示意图。
图6A是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图。
图6B是用于制作如图6A所示的取电CT的单层叠片剖面结构示意图。
图7A是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图。
图7B是用于制作如图7A所示的取电CT的单层叠片剖面结构示意图。
图8是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图。
附图标记说明：
1、铁芯；10、铁芯片；2、侧轭铁；20、侧轭铁片；3、底角面；4、母排
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型较佳实施例的取电CT的立体结构示意图图，如图1所示，本实用新型提供的侧置式取电CT包括铁芯1和左右侧轭铁2。其中，左右侧轭铁2呈对称布置，用于吸磁；铁芯1位于左右侧轭铁2之间，用于缠绕线圈。
图2是本实用新型较佳实施例的取电CT应用在负载上的立体结构示意图，如图2所示，箭头方向为负载4(例如母排)中的电流方向，该取电CT的左右侧轭铁2与母排4垂直放置，左右侧轭铁2的底面紧贴于母排4，根据通电直导线的安培定则，母排4中电流产生的磁力线穿过左右侧轭铁2，从而使缠绕在铁芯上的线圈中产生感应电流输出，可供取电。
在本实用新型的一个实施例中，该侧置式取电CT的材料可以选用软磁材料，例如硅钢片或坡莫合金，并采用叠片式工艺进行制作，图3是本实用新型较佳实施例的取电CT的单层叠片剖面结构示意图，如图3所示，该取电CT的单层叠片为“H”型叠片，包括用于叠压成铁芯1的铁芯片10，以及用于叠压成侧轭铁2的侧轭铁片20。
在本实用新型的一个实施例中，可将60-100个如图3所示的单层叠片进行叠压，并采用冲压或铆接等方式对叠压后的单层叠片进一步固定，从而制成上述结构的取电CT。
图4是本实用新型较佳实施例的取电CT的尺寸标注示意图，如图6所示，假设取电CT的长、宽、高分别为l，w，h。侧轭铁2的厚度计为wlb。
根据法拉第电磁感应定律，若CT放置在导体上等效的磁感应强度为B，磁感应强度B随导体中电流做正弦变化，其幅值为Bm，则根据磁感应强度与磁通量的关系，则磁通量的幅值φ为：
φ＝Bm*S
产生的感应电动势e为：
其中，N为线圈匝数，ω是正弦变化的角频率。
由上述公式可知，当等效受磁面积S增大时，即侧轭铁2的尺寸增大时，取电CT产生的感应电动势越高。
同时，对于铁芯1，其横截面周长的大小决定了，在相同匝数的情况下，缠绕在其上的线圈总长度，而线圈长度越小，其阻值就越小。
由此可知，当取电CT给负载R供电时，取电CT输出电压与取电CT产生的感应电动势成正比，与线圈的阻值成反比，因此，为了获得较高的输出电压，在应用条件许可的前提下，取电CT的侧轭铁2的尺寸越大越好，而铁芯1的横截面积则越小越好。
在本实用新型的另一个实施例中，为了提高取电CT的带负载能力，可以采用在线圈输出端串联电容形成谐振电路的方式，例如，通过串联电容，可以降低取电CT的唤醒电流，不加电容时的取电CT在75A启动负载，串联电容后即可在50A时启动同样的负载。假设取电CT的线圈电感为LCT，负载的电流频率为F，例如，F为50HZ根据LC谐振电路公式可计算得出需串联的电容Crt的大小为：
Crt＝1/[(2πF)2*LCT]
在本实用新型的另一个实施例中，图5A是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图，如图5A所示，该取电CT的结构与图1所示的取电CT的结构相似，其区别在于，该取电CT还包括设置于左右侧轭铁2一端底面外侧的左右底角面3，将该取电CT设置在负载，例如母排，上时，可将左右侧轭铁3与母排表面紧贴放置。图5B是用于制作如图5A所示的取电CT的单层叠片剖面结构示意图，如图5B所示，使用多个如图所示的单层叠片进行叠压，可制作成如图5A所示的取电CT。
在本实用新型的另一个实施例中，图6A是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图，如图6A所示，该取电CT的结构与图1所示的取电CT的结构相似，其区别在于，该取电CT还包括设置于左右侧轭铁2一端底面内侧的左右底角面3，将该取电CT设置在负载，例如母排，上时，可将左右侧轭铁3与母排表面紧贴放置。图6B是用于制作如图6A所示的取电CT的单层叠片剖面结构示意图，如图6B所示，使用多个如图所示的单层叠片进行叠压，可制作成如图6A所示的取电CT。
在本实用新型的另一个实施例中，图7A是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图，如图7A所示，该取电CT的结构与图1所示的取电CT的结构相似，其区别在于，该取电CT还包括设置于左右侧轭铁2一端底面内外两侧的左右底角面3，将该取电CT设置在负载，例如母排，上时，可将左右侧轭铁3与母排表面紧贴放置。图7B是用于制作如图7A所示的取电CT的单层叠片剖面结构示意图，如图7B所示，使用多个如图所示的单层叠片进行叠压，可制作成如图7A所示的取电CT。
在本实用新型的另一个实施例中，上述所有取电CT的铁芯1可以根据需求进一步加工成其他形状，例如利于绕线的圆柱形。
在本实用新型的另一个实施例中，上述取电CT的底角面3可以根据需求改变形状，例如，图8是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的立体结构示意图，如图8所示，该取电CT的左右内侧底角面3上分别具有凹口，可以用于在设置传感器时以便连接线的穿过。其中，为了扩大底角面3的吸磁面积，可以尽可能的使左内侧底角面与右内侧底角面之间的距离wg减小，但wg不能为0。
在在本实用新型的另一个实施例中，可以根据实际需求调整上述CT的铁芯1与侧轭铁2底端或底角面3之间的距离。
尽管在上述实施例中，以母排为例对本实用新型提供的侧置式取电CT的使用进行了说明，但是本领域普通技术人员应当理解，在其他实施例中，本实用新型提供的侧置式取电CT还可以应用于其它类型的负载，例如开关柜中的各种传感器；另外，虽然在上述实施例中，本实用新型提供的方案采用了叠压工艺来制作上述取电CT，但在其他实施例中，还可以采用其他的制作方式，例如，针对铁氧体等类型的软磁材料，可以采用粘贴工艺来制作。
相对于现有技术，在本实用新型实施例中所提供的取电CT，采用了侧置式的安装方式，拆卸简单，便于操作；在取电CT的中心部保留了空间，提高了散热能力，并可以适用于多种类型的负载；采用谐振电路提高带载能力，保证了取电CT的输出效率。
虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (10)

1.一种侧置式取电用电流互感器，包括：用于吸磁的两个吸磁部以及用于缠绕线圈的铁芯，所述铁芯连接于所述两个吸磁部之间，并且垂直于所述两个吸磁部，所述铁芯和所述两个吸磁部是由多个形状相同的单层叠片叠压制成。
2.根据权利要求1所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述单层叠片包括一个用于叠压成所述铁芯的铁芯片和两个用于叠压成所述吸磁部的吸磁片。
3.根据权利要求2所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述铁芯片连接于两个所述吸磁片之间，并且垂直于所述吸磁片。
4.根据权利要求3所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述铁芯片与所述吸磁片是一体成型制成。
5.根据权利要求4所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述吸磁片为“1”字形。
6.根据权利要求4所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述吸磁片为L形，反L形或倒T形。
7.根据权利要求6所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述吸磁部的底面设有凹口。
8.根据权利要求1所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述单层叠片由软磁材料制成。
9.根据权利要求8所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述软磁材料是硅钢片或坡莫合金。
10.根据权利要求1至9任一项所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述电流互感器还包括缠绕于所述铁芯上的线圈，以及串联于所述线圈输出端的电容。
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