CN210894464U - 电流变换器装置 - Google Patents

Abstract

电流变换器装置(1)，包括：电流变换器(3)，有中央通道(5)；和主导体装置(2)，其包括绝缘支承件和主导体(8)。绝缘支承件穿过中央通道(5)。主导体有第一、二导体杆(8a、8b)。绝缘支承件包括第一、二主杆支承部(6a、6b)，其具有腔(7)以容纳导体杆(8a、8b)。导体杆呈L形，有纵向和横向分支(26、27)，纵向分支平行于中央通道(5)轴线。纵向分支端部有连接端(13)且横向分支(27)端部有连接端(14)以连接外部主导体。第一支承部相对第二支承部以非零距离沿轴向错开，使在变换器每侧上，一支承部的插入端(25a、25b)与相邻另一支承部的出口端(24a、24b)错开。

Description

电流变换器装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有主导体杆的电流变换器装置，其特别地用来测量在延伸通过该变换器的中央通道的主导体杆中流动的差动电流。

背景技术

用于电流感测应用的电流变换器模块典型地包括由高导磁率磁性材料制成的磁芯，该磁芯包围中央通道，承载要被测量的电流的主导体穿过该中央通道。该磁芯可以典型地具有大致矩形的或圆形的形状并且设置有空气间隙，在该空气间隙中布置磁场检测器，诸如呈ASIC 形式的霍尔效应传感器。由在主导体中流动的电流产生的磁通被磁芯集中并且穿过空气间隙。空气间隙中的磁场代表主电流。

电流传感器在用来监视或控制电装置和系统的很多种应用中使用，并且在许多应用中存在的重要优点是其能够降低这些部件的制造成本和在电路中实施和使用这些部件的成本。经常也存在的重要优点是其能够提供紧凑的部件，以便小型化和/或减小装置(上述部件被安装在该装置中)的重量。

在许多应用中，电流变换器用于测量两个导体之间的差动电流，例如用于测量电路的一对导体(供应和返回线路)之间的差动电流。

各导体之间的电压差需要这对导体之间的良好绝缘，然而，也重要的是，要保证延伸通过变换器的主导体杆能够容易地连接到要被测量的电路的主导体。

实用新型内容

本实用新型的目标是提供一种用来测量电流的电流变换器装置，该电流变换器装置使得导体能够容易地连接到电系统，还能够保证导体之间的良好绝缘。

有利的是提供一种具有集成的主导体杆的电流变换器，该电流变换器测量差动电流并且容易安装且生产经济。

有利的是提供一种具有集成的主导体杆的电流变换器，该电流变换器是稳固且紧凑的并且容易组装。

本实用新型的目标已经通过提供如下所述的电流变换器而实现。

这里公开了一种电流变换器装置，该电流变换器装置包括电流变换器和主导体装置，该电流变换器包括具有中央通道的外壳，该主导体装置包括绝缘支承件和安装在绝缘支承件中的主导体，该绝缘支承件穿过中央通道而被插入。主导体包括用来连接到第一外部主导体的第一导体杆和用来连接到第二外部主导体的第二导体杆。绝缘支承件包括第一主杆支承部分和第二主杆支承部分，该第一主杆支承部分具有的腔中容纳有第一导体杆，该第二主杆支承部分具有的腔中容纳有第二导体杆。第一导体杆和第二导体杆是L形的，包括纵向分支和横向分支，纵向分支布置为大致平行于中央通道的中央轴线。纵向分支在其自由端部包括连接端部部分，并且横向分支在其自由端部包括连接端部部分，这些连接端部部分用来连接到相应的外部主导体。第一导体杆支承部分相对于第二主杆支承部分沿轴向(即，沿平行于中央通道的中央轴线的方向)以非零距离L错开，使得在电流变换器的每一侧上，各个主杆支承部分中的一个主杆支承部分的入口端部相对于相邻的另一个主杆支承部分的出口端部沿轴向错开。

在一个有利实施例中，绝缘支承件包括包围第一主杆支承部分和第二主杆支承部分的连接凸缘，该连接凸缘被布置用来安装在电流变换器的外壳的凸缘连接面上。

在一个有利实施例中，变换器包括安装面和连接终端，该连接终端延伸通过安装面以便安装在电路板上。

在一个有利实施例中，安装面与连接凸缘大致正交。

在一个有利实施例中，绝缘支承件包括中间肋，该中间肋将第一杆支承部分与第二杆支承部分相互连接，第一主支承部分和第二主支承部分以非零距离D相分离。

在一个有利实施例中，连接凸缘包括闩锁构件，所述闩锁构件被布置用来与电流变换器外壳上的互补闩锁构件相接合，以便将绝缘支承件固定到电流变换器外壳。

在一个有利实施例中，各个主导体均包括固定构件，该固定构件用来将主导体杆固定到绝缘支承件，该固定构件包括该绝缘支承件中的轴向延伸的狭缝，以允许对于主导体杆相对于该绝缘支承件的轴向固定位置进行一定程度的调节。

在一个有利实施例中，绝缘支承件适合于沿轴向插入穿过中央通道，并且各主导体适合于沿相反方向并且从电流变换器的相对两侧沿轴向插入到杆接纳腔中。

在一个有利实施例中，连接端部部分包括终端连接孔，用来将外部主导体的端部夹紧到其上。

在一个有利实施例中，主导体杆具有大致矩形的横截面轮廓，其中的宽度W是厚度T的至少两倍。

附图说明

本实用新型的其他目标和有利特征将从权利要求、详细描述和附图显现，附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的电流变换器的立体图；

图2、3和4分别是图1的电流变换器的前视图、侧视图和俯视图；

图5是图1的电流变换器的分解立体图。

具体实施方式

参考各个附图，电流变换器装置1包括电流变换器3和主导体装置2。电流变换器3包括外壳4和安装在外壳内的磁芯(未示出)，该磁芯特别地为包围中央通道5的环形磁芯，主导体装置2延伸通过该中央通道。磁场检测器(未示出)可以被布置在磁芯的空气间隙中或磁芯附近，以便拾取由流过中央通道5的主电流产生的磁场。磁场检测器可以采用业内本身已知的各种类型，并且电流变换器可以用作开环或闭环类型的电流变换器，这些操作原理是业内已知的。

为了测量差动电流，电流变换器优选地是闭环类型的，由此磁场检测器通过反馈环路连接到补偿线圈，该补偿线圈连接到磁芯，该磁芯在线圈中产生电流，用来抵消主导体产生的磁场。与开环电流变换器相比，这种闭环电流变换器通常能够以更高的精度和灵敏度测量主电流。磁场检测器和补偿线圈连接到连接终端15，该连接终端延伸通过外壳的安装面19，适于将电流变换器安装在外部电路板上。去往电路板的连接用于电力供应和测量信号的连接。

上文描述的电流变换器3总体上是已知的，因此不需要更详细的说明。

主导体装置2包括绝缘支承件6和主导体8，具体是一对主导体杆8a、8b。主导体杆8a、8b用以连接到电路的对应的一对外部主导体，例如电路的供应和返回线路，使得流过第一导体杆8a的主电流与在第二导体杆8b中流动的主电流沿相反的方向流动。在第一导体杆8a和第二导体杆8b属于相同的电相位的应用中，电流变换器测量在各导体杆中流动的电流的差(其对应于泄漏电流)。如果泄漏电流是可忽略的，则变换器输出基本上为零的测量信号，这是由于沿相反方向流动的电流产生基本上彼此抵消的磁场。在第一主导体杆和第二主导体杆之间流动的各电流之间有电流差(例如由于电路中的泄漏)的情况下，供应电流和返回电流将是不同的，结果是产生磁场(该磁场对应于电流的差)，该磁场可以由电流变换器的磁场检测器拾取。

差动电流测量中的主导体杆8a、8b处于不同的电压并且因此应当彼此绝缘。

绝缘支承件6包括第一导体杆支承部分6a，该第一导体杆支承部分具有杆接纳腔7，该杆接纳腔被布置用来容纳第一导体杆8a。绝缘支承件6还包括第二导体杆支承部分6b，该第二导体杆支承部分具有杆接纳腔7，该杆接纳腔用来容纳第二导体杆8b。第一支承部分6a 和第二支承部分6b以距离d被分离开，该距离d部分地由中间肋10 限定，该中间肋将第一支承部分6a和第二支承部分6b相互连接。

绝缘支承件6还包括连接凸缘12，该连接凸缘绕支承部分6a、6b 延伸并且适合于安装在电流变换器的凸缘连接面21上。连接凸缘12 包括闩锁构件11，该闩锁构件用来将绝缘支承件6固定到电流变换器 3的外壳4。绝缘支承件6可以有利地由单个整体部件形成，该单个整体部件由绝缘材料(特别地为聚合物)成型，例如通过注射成型。闩锁构件11与形成在外壳4上的互补的闩锁构件(未示出)相接合，以将绝缘支承件6牢固地紧固到变换器外壳4。在本实用新型的范围内，可以在绝缘支承件6和变换器外壳4之间提供其它固定方式，例如通过粘结、焊接或螺纹连接方式。

第一杆支承部分6a在第一端部24a(或杆插入出口端部24a)和第二端部25a(或杆插入入口端部25a)之间延伸。类似地，第二杆支承部分6b在第一端部24b(或杆插入出口端部24b)和第二端部25b (或杆插入入口端部25b)之间延伸。

绝缘支承件延伸通过中央通道5并且安装在中央通道5内，由此第一杆支承部分6a的第一端部24a和第二杆支承部分6b的第二端部 25b被布置在电流变换器的一侧上，而在电流变换器的相对一侧上，可以看到第一杆支承部分6a的第二端部24b和第二杆支承部分6b的第一端部24b。第一端部24a、24b沿轴向方向A以距离L与相邻的相应第二端部25a、25b错开。该错开距离L在第二端部24a、24b提供入口平台20，所述第二端部对应于使第一导体杆8a、第二导体杆 8b通过而插入相应腔7的端部。

第一导体杆8a与第二导体杆8b基本上相同。各导体杆8a、8b 包括大致“L”形状，具有纵向分支26和横向分支27。纵向分支27沿着大致平行于中央通道5的中央轴线A的方向沿轴向延伸通过中央通道5。在一个优选实施例中，横向分支27被布置成与中央轴线A大致正交。纵向分支26在其自由端部包括第一连接端部部分13，后者用来连接到外部主导体。横向分支27在其自由端部包括第二连接端部部分14，后者用来连接到外部主导体。与外部主导体的连接可以通过各种手段和装置而被执行，例如通过借助连接到终端连接孔16的螺栓的夹紧。然而，业内本身已知的各种其它终端连接装置可以被提供用来将外部主导体分别连接到连接端部部分13、14。

如在图4和5中最佳地见到的，第一导体杆8a和第二导体杆8b 被布置使得各横向分支27沿相反的方向延伸离开中央轴线A。在一个优选实施例中，各横向分支27沿相反的方向延伸离开中央轴线A并且平行于电流变换器3的安装面19。与轴向错开距离L组合的这种相反布置，能够保证变换器的相同侧上的纵向连接端部部分13和横向连接端部部分14之间有足够大的分离间隙。此外，变换器的相同侧上的连接端部13、14之间的正交关系，使得操作者能够容易地接近以便连接到外部主导体。

从而，在本实用新型提供的紧凑布置中，能够实现容易的组装、容易的安装，和良好的绝缘。此外，各个主导体杆可以容易地插入对应的腔7中，以便组装到电流变换器装置1。

各个导体杆到绝缘支承件6的固定可以通过各种方式而被执行。在所示的实施例中，固定构件包括螺栓17，该螺栓接合在导体杆中的带螺纹的孔19中，该螺栓通过固定螺栓孔或狭缝22而将导体杆夹紧到主杆接纳腔7的壁。优选地，固定螺栓狭缝22允许进行一定程度的轴向调节，使得可以通过对于电流变换器3和各外部导体之间的轴向位置进行一定程度的调节，而执行各个连接端部13、14到外部导体的夹紧。在本实用新型的范围内可以注意到，如果该安装仅允许小的位置调节，则固定构件可以被省略，以使得各个导体杆8a、8b的位置可以由电流变换器相对于外部主导体(各个导体杆8a、8b连接到其上) 的相对位置而确定。

参考图5可以最佳地理解，通过以下步骤而对本实用新型的电流变换器装置1进行组装：将绝缘支承件6沿轴向方向A穿过中央通道 5而插入，直到连接凸缘12与电流变换器外壳4的凸缘连接面21接合。随后，可以将第一导体杆8a和第二导体杆8b从电流变换器3的相对两侧穿过相应的腔6而插入。从而得以实现电流变换器装置的简易组装。

附图标记清单

电流变换器装置1

主导体装置2

绝缘支承件6

第一杆支承部分6a

杆接纳腔7

杆插入出口端部24a

杆插入入口端部25a

入口板20

固定螺栓狭缝22

第二杆支承部分6b

杆插入出口端部24b

杆插入入口端部25b

杆接纳腔7

入口板20

中间肋10

连接凸缘12

闩锁构件11

主导体8

第一导体杆8a

第二导体杆8b

纵向部分26

第一连接端部部分13(纵向)

横向部分27

第二连接端部部分14(横向)

终端连接孔16

固定构件(螺栓17，带螺纹的孔19)

电流变换器3

外壳4

磁芯中央通道5

磁场检测器连接终端15

安装面19(用于电路板安装)

凸缘连接面21。

Claims (10)

1.一种电流变换器装置(1)，其特征在于，所述电流变换器装置包括电流变换器(3)和主导体装置(2)，所述电流变换器包括具有中央通道(5)的外壳(4)，所述主导体装置(2)包括绝缘支承件和安装在所述绝缘支承件中的主导体(8)，所述绝缘支承件(6)穿过所述中央通道(5)而插入，所述主导体包括用来连接到第一外部主导体的第一导体杆(8a)和用来连接到第二外部主导体的第二导体杆(8b)，所述绝缘支承件包括第一主杆支承部分(6a)和第二主杆支承部分(6b)，所述第一主杆支承部分具有所述第一导体杆(8a)被容纳在其中的腔(7)，所述第二主杆支承部分具有所述第二导体杆(8b)被容纳在其中的腔(7)，其中，所述第一导体杆和第二导体杆均是L形的，包括纵向分支(26)和横向分支(27)，所述纵向分支(26)布置为大致平行于所述中央通道(5)的中央轴线，所述纵向分支在其自由端部包括连接端部部分(13)并且所述横向分支(27)在其自由端部包括连接端部部分(14)，各个连接端部部分用来连接到相应的所述外部主导体，所述第一主杆支承部分(6a)相对于所述第二主杆支承部分(6b)以非零距离L错开，使得在所述电流变换器的每一侧上，各个主杆支承部分中的一个主杆支承部分的入口端部(25a、25b)与相邻的另一个主杆支承部分的出口端部(24a、24b)沿轴向错开。

2.如权利要求1所述的电流变换器装置，其特征在于，所述绝缘支承件(6)包括围绕所述第一主杆支承部分(6a)和第二主杆支承部分(6b)的连接凸缘(12)，所述连接凸缘被布置用来安装在所述电流变换器(3)的外壳(4)的凸缘连接面(21)上。

3.如权利要求2所述的电流变换器装置，其特征在于，所述变换器包括安装面(19)和连接终端(15)，所述连接终端延伸通过所述安装面(19)以便安装在电路板上。

4.如权利要求3所述的电流变换器装置，其特征在于，所述安装面与所述连接凸缘(12)大致正交。

5.如权利要求1所述的电流变换器装置，其特征在于，所述绝缘支承件(6)包括中间肋(10)，所述中间肋将所述第一主杆支承部分(6a)与所述第二主杆支承部分(6b)相互连接，所述第一主杆支承部分和第二主杆支承部分以非零距离D相分离。

6.如权利要求2所述的电流变换器装置(1)，其特征在于，所述连接凸缘(12)包括闩锁构件(11)，所述闩锁构件被布置用来与电流变换器的外壳上的互补闩锁构件相接合，以便将所述绝缘支承件(6)固定到电流变换器的外壳(4)。

7.如权利要求1所述的电流变换器装置，其特征在于，各个主导体均包括固定构件(17、19)，所述固定构件用来将所述导体杆固定到所述绝缘支承件(6)，所述固定构件包括所述绝缘支承件中的轴向延伸的狭缝(22)，用以允许对于所述导体杆相对于所述绝缘支承件(6)的轴向固定位置进行一定程度的调节。

8.如权利要求1所述的电流变换器装置，其特征在于，所述绝缘支承件适合于沿轴向插入穿过所述中央通道(5)，并且各个主导体(8)适合于沿着相反方向并且从所述电流变换器的相对两侧沿轴向插入杆接纳腔(7)。

9.如权利要求1所述的电流变换器装置，其特征在于，连接端部部分(13、14)包括用于将外部主导体的端部夹紧到其上的终端连接孔(16)。

10.如权利要求1所述的电流变换器装置，其特征在于，所述导体杆具有大致矩形的横截面轮廓，其中的宽度W是厚度T的至少两倍。

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