CN207367776U - 侧置式取电用电流互感器 - Google Patents
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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，包括用于吸磁的吸磁部以及用于缠绕线圈的铁芯，所述吸磁部包括两个相对设置的中间吸磁部和分别位于所述中间吸磁部两侧的与所述中间吸磁部呈水平的四个侧吸磁部，所述铁芯位于两个所述中间吸磁部之间，并且垂直于所述中间吸磁部。
Description
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：用于吸磁的吸磁部以及用于缠绕线圈的铁芯，所述吸磁部包括两个相对设置的中间吸磁部和分别位于所述中间吸磁部两侧的与所述中间吸磁部呈水平的四个侧吸磁部，所述铁芯位于两个所述中间吸磁部之间，并且垂直于所述中间吸磁部。
优选的，所述电流互感器由单层叠片叠压而成。
优选的，所述单层叠片包括不同形状的第一单层叠片和第二单层叠片，所述第一单层叠片用于叠压成所述中间吸磁部和所述铁芯，所述第二单层叠片用于叠压成所述侧吸磁部。
优选的，所述第一单层叠片包括用于叠压成所述铁芯的铁芯片，和用于叠压成两个所述中间吸磁部的两个中间片，所述铁芯片连接于所述两个中间片之间，并且与所述两个中间片垂直。
优选的，所述第一单层叠片包括用于叠压成所述铁芯的铁芯片，和用于叠压成一个所述中间吸磁部的一个中间片，所述铁芯片的一端连接于所述中间片，并且与所述中间片垂直。
优选的，所述中间吸磁部与所述侧吸磁部之间以粘贴方式连接。
优选的，所述铁芯与至少一个所述中间吸磁部一体成型。
优选的，所述铁芯包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯与所述第二铁芯之间以粘贴方式连接。
优选的，所述吸磁部的横截面可呈“1”字形、或L形、或反L形或倒T形。
优选的，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：本实用新型提供的取电CT，采用了侧置式的安装方式，拆卸简便；通过叠片式或粘贴式工艺制作而成，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改变取电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的立体结构示意图。
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是使用如图3所示单层贴片组成的部分取电CT的结构示意图。
图5是本实用新型较佳实施例的部分取电CT结构示意图。
图6是本实用新型较佳实施例的取电CT的尺寸标注示意图。
图7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。
图9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10是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的单层叠片剖面结构示意图
图11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12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；21侧轭铁片；3、底角面；30、底角面片；31、底角面片；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，如图1所示，本实用新型提供的侧置式取电CT包括铁芯1、左右侧轭铁2和左右底角面3。其中，左右侧轭铁2呈对称布置，铁芯1位于左右侧轭铁2之间，用于缠绕线圈；左右底角面3位于左右侧轭铁3的底端内侧；左右侧轭铁2与左右底角面3组成取电CT的吸磁部用于吸磁。
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，左右底角面3分别紧贴于母排4表面，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和左右底角面3，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主要由两种不同形状的叠片叠压而成，其中一种叠片如图3中的(A)所示，为“匕”字形叠片，包括用于叠压成铁芯1的铁芯片10，用于叠压成侧轭铁2的侧轭铁片20，以及用于叠压层底角面3的底角面片30，其中侧轭铁片20和底角面片30可作为中间片，用于叠压成吸磁部的中间部分；另一种叠片为如图3中的(B)所示的“L”形叠片，包括用于叠压成侧轭铁2的侧轭铁片21，以及用于叠压成底角面3的底角面片31。
图4是使用多个如图3所示的单层贴片进行叠压后组成的取电CT一部分的结构示意图，如图4所示，将多个如图3中的(A)和(B)所示的叠片分别叠压后，可组成如图4中的(A)所示的三部分，其中，位于中间的中间吸磁部，包括多个铁芯片10、多个侧轭铁片20以及多个底角面片30，位于两侧的两个侧吸磁部结构相同，均包括多个侧轭铁片21和多个底角面片31。将如图4中的(A)所示的中间吸磁部和两个侧吸磁部叠压后，可组成如图4中的(B)所示的包括一侧侧轭铁2、一侧底角面3和多个铁芯片10的取电CT的一部分结构。
图5是本实用新型较佳实施例的形成取电CT的示意图，如图5所示，将如图4中的(B)所示的两个相互匹配的部分取电CT沿图示箭头方向组合，使两部分的铁芯片10相互叠压，组成取电CT。其中，“匹配”的含义是指两个部分取电CT的结构满足如下条件：其中，取电CT的一部分的多个铁芯片10，与取电CT另一部分的多个铁芯片10，沿图示箭头方向叠压组合后，恰好组成一个完整的取电CT的铁芯1，其中一个部分取电CT的铁芯片10的一端与该部分取电CT的侧轭铁片20相连，另一端紧密抵靠或粘贴在另一个部分取电CT的侧轭铁片20上。
图6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，底角面3的宽度计为wf，铁芯1与底角面3的距离计为hmb。
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以及底角面3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和底角面3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/[(2nF)2*LCT]
在本实用新型的另一个实施例中，图7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7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不具有图1所示的取电CT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2的底面直接与母排紧贴设置。
在本实用新型的另一个实施例中，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的左右底角面3位于左右侧轭铁2的底端外侧。
在本实用新型的另一个实施例中，图9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9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的左右底角面3位于左右侧轭铁2的底端内外两侧。
在本实用新型的另一个实施例中，通过改变如图3中的(A)和(B)所示单层叠片的形状，可以分别叠压成如图7、图8和图9所示的不同形状的取电CT。
在本实用新型的另一个实施例中，制作如图1所示的侧置式取电CT的两种叠片还可以具有不同形状。图10是本实用新型另一较佳实施例的取电CT的单层叠片剖面结构示意图，如图10中的(A)所示的叠片，与图3中的(A)所示的叠片相似，其区别在于，该叠片包含为完成取电CT结构，在叠压时，可根据所需铁芯1的厚度进行相应叠压，组成取电CT的铁芯1、部分侧轭铁2和部分底角面3，如图10中的(B)所示的叠片，与图3中的(B)所示的叠片相同，为L形叠片，可用于组成部分侧轭铁2和部分底角面3。将多个如图10中的(A)和如图10中的(B)所示的叠片叠压，就可以组成如图1所示的取电CT。
在本实用新型的另一个实施例中，通过改变如图10中的(A)和10中的(B)所示单层叠片的形状，采用如上所述的叠压工艺，分别叠压成如图7、图8和图9所示的不同形状的取电CT。
在本实用新型的另一个实施例中，如图1所示的侧置式取电CT的材料还可以选用其它软磁材料，例如铁氧体，并采用粘贴式工艺进行制作。在制作过程中，首先可以利用铁氧体制作成如图4中的(A)所示的中间吸磁部和两个侧吸磁部，其中中间吸磁部和两个侧吸磁部均采用一体成型的方式制作；进而将上述三部分相互粘贴后组成如图4中的(B)所示的部分取电CT；最后将两个部分取电CT沿如图5中所示的箭头方向进行粘贴，从而组成完整的取电CT。
在本实用新型的另一个实施例中，如图7、图8和图9所示的取电CT也可以选用其它软磁材料，例如坡莫合金，并采用如上所述的粘贴式工艺进行制作。
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11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11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与底角面3之间的距离，例如，图12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11所示，可以根据实际负载的尺寸或空间大小，调整hmb，通常情况下，为了满足铁芯1上缠绕线圈的空间，hmb不宜过大或过小。
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。
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：用于吸磁的吸磁部以及用于缠绕线圈的铁芯，所述吸磁部包括两个相对设置的中间吸磁部和分别位于所述中间吸磁部两侧的与所述中间吸磁部呈水平的四个侧吸磁部，所述铁芯位于两个所述中间吸磁部之间，并且垂直于所述中间吸磁部。
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，所述电流互感器由单层叠片叠压而成。
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，所述单层叠片包括不同形状的第一单层叠片和第二单层叠片，所述第一单层叠片用于叠压成所述中间吸磁部和所述铁芯，所述第二单层叠片用于叠压成所述侧吸磁部。
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，所述第一单层叠片包括用于叠压成所述铁芯的铁芯片，和用于叠压成两个所述中间吸磁部的两个中间片，所述铁芯片连接于所述两个中间片之间，并且与所述两个中间片垂直。
5.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，所述第一单层叠片包括用于叠压成所述铁芯的铁芯片，和用于叠压成一个所述中间吸磁部的一个中间片，所述铁芯片的一端连接于所述中间片，并且与所述中间片垂直。
6.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，所述中间吸磁部与所述侧吸磁部之间以粘贴方式连接。
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，所述铁芯与至少一个所述中间吸磁部一体成型。
8.根据权利要求7所述的侧置式取电用电流互感器，其特征在于，所述铁芯包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯与所述第二铁芯之间以粘贴方式连接。
9.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，所述吸磁部的横截面可呈“1”字形、或L形、或反L形或倒T形。
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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