CN85105356A - 配备电流互感器的继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及继电器,特别涉及配备电流互感器的继电器。本发明从以下三个方面提高灵敏度:1.电流互感器的铁心(选用交流线圈、直流线圈、永久磁铁)磁化,提高其磁导率;2.继电器用磁旁路件、尤其用磁桥;3.设计磁力放大环节:增大保持力或磁通变动值。使用本发明的效果:易于制成高灵敏度的触电保安器、漏电继电器、接地继电器;易于缩小外形与降低成本。
Description
本发明涉及继电器,特别涉及配备电流互感器的继电器。要求动作电流值小的场合(例如触电保安器、漏电继电器、接地继电器等),必须采用灵敏继电器;而灵敏继电器的动作电流,须取自电流互感器的付边,即电流互感器付边的额定电流须为非标准值,电流互感器须为非标准产品;此外,动作值还以电流互感器原边的故障值表示-电流互感器与灵敏继电器是不可分割的部件,设计或制造时,须同时考虑这两部件。
上述继电器(不论用于单相或三相电路),皆以各线圈磁势之差值,作为电流互感器的原边磁势F1。既然动作电流小,(它与线圈匝数的乘积为F1)F1就小。很小的F1导致:电流互感器铁心的磁导率甚低,为获得一定值磁密B,须磁强H大,较大的HL消耗掉F1中可观的比例,F1减去励磁分量后,变换为付边磁势F2;也就是:由于铁心磁导率低,引起F2与F1的比值低。就灵敏继电器而言,现有结构,具有气隙或弹簧,且无“磁力放大”环节(磁力放大环节详下),难以进一步提高灵敏度;因气隙或弹簧都使磁铁释放所须的安匝大,即灵敏度的提高受到限制。灵敏度不能提高,产品的外形尺寸与成本就不能进一步降低。现有结构见:1.欧洲专利公约EP42056B号专利;2.中国科学技术情报研究所重庆分所:国外触电保安器,第145页;3.同书,第120页。
本发明的任务在于:1.磁化电流互感器的铁心,提高其磁导率。该铁心磁化用三种部件,它们分别是:交流线圈、直流线圈、永久磁铁。2.改进灵敏继电器的结构,提高其灵敏度。3.设计“磁力放大”环节,供必要时进一步提高灵敏度。
实现上述任务的各方案对应如下:1.铁心磁化:①用交流线圈:A、三相的:每相用铁心、电阻、电流互感器原边、磁化线圈各一,串接电阻的磁化线圈,其绕法及电源与原边相同,各磁化线圈接成Y形。B、单相的:用铁心、磁化线圈二组。两磁化线圈的匝数相等,两磁化线圈串接后再串接电阻,接通电流互感器的电源。电流互感器的原、副边,总绕在二组铁心上(也可原边分绕在两铁心上)。②用直流线圈:直流线圈的绕法与电流互感器的副边相同,其电源可以是以下之一:A.电池;B.交流电源经整流,稳压成为直流电源,例如:交流电源经二极管、电容器构成迴路,该电容器与串有电阻的稳压管支路并联,磁化线圈与稳压管并联。C、交流电源整流后对电流浮充,电池作为电源,例如:二极管、电阻、电池各一只,三者串联,接上交流电源;B、C中所述的交流电源。可取自变压器的副边,也可取自分压电阻。③用永久磁铁磁化铁心。永久磁铁的形状可以是以下之一:A.空心圆柱体,且:甲.圆柱体的平面上有两凸起平面,该凸起平面分别为N极与S极,N、S极紧靠铁心的相应平面;乙.圆柱体的一端端部,向半径较小的方向、延伸出两水平块,水平块的内平面为N极与S极,N、S极紧靠铁心的相应平面;丙.圆柱体的一端端部,向半径较大的方向、延伸出两水平块,水平块的上表面为N极与S极,铁心置于水平块上;丁.上述甲、乙、丙所述N、S极的极面形状,可以为扇形,扇形的圆心与铁心的圆心重合;戊、圆柱体的内表面有两凸出块,凸出块的内表面为N极与S极,铁心置永久磁铁的内层;己、圆柱体的外表面有两凸出块,凸出块的外表面为N极与S极,铁心置于永久磁铁的外层。B、永久磁铁为条状,其两端的平面为N极与S极,它们分别与环形铁心两端引出带的表面接触。C、永久磁铁为条状,两端为N极与S极,两极表面可以是平面、也可以是圆柱面,永久磁铁置铁心内。D、永久磁铁的形状,是上述各种的组合与变化:例1、永久磁铁为马蹄形,例2、铁心上下,各用一块永久磁铁。例3、凸块的数量为4或6,各凸块为磁极,N、S相间。例4、戊、己的极面为圆柱面或平面。-上述所有磁化方法,均以铁心的磁导率=(0.8~1.2)最大磁导率、或等于(0.95~1.05)最大磁导率为目的。2.灵敏继电器的两种结构:两结构共同的特点是:①具有一只磁旁路件、铁心、衔铁。(一只至二只)绕在铁心上的线圈、(一只至三只)永久磁铁(其形状为一形或∏形、或H形),在衔铁的一侧:铁心靠近衔铁、(一只)永久磁铁的一侧为铁心,另一侧为磁旁路件;②衔铁闭合时紧贴铁心的极面;③可以加装“磁力放大”环节;④衔铁的另一侧,可设一只永久磁铁,以增大衔铁打开时的触点压力,也可不装设;⑤衔铁可装设磁性轴承(由两只磁性相同,形状分别为“凹”、“凸”圆锥面的永久磁铁组成;其圆锥角30°~60°),也可不装设;⑥触点可用舌簧接点,也可用装在衔铁上的普通接点。两结构不同之处是:第①种:永久磁铁可用一只;衔铁可以是一形,也可以是L形;磁旁路件可以是一个另件,也可以与铁心合成一个另件;磁旁路件、永久磁铁、铁心,三者的装设:可装在一个平面上、也可装在两个平面上(磁旁路件与永久磁铁在一个平面上)、也可装在三个平面上。第②种:具有(与电桥电路相仿的磁路,称之)“磁桥”,两只线圈分别缠绕在磁桥的相应边上(也可用一只线圈),衔铁为L形或一形;上述铁心即:磁桥不平衡时,磁通流经的磁路;磁旁路件由磁桥的磁路兼任,磁旁路件可有凸块,也可无凸块;上述永久磁铁与磁桥之间有气隙,永久磁铁的形状:可以是一形,也可以是∏形,也可以是H形的。-这两种结构更为灵敏的原因:①交流电流的某个流向时,线圈产生的磁势阻碍永久磁铁的磁通流经衔铁,则永久磁铁的磁通,大部流经磁旁路件,气隙的隙阻大,永久磁铁流出的总磁通可认为不变,把衔铁中磁通削减至相等的数值,有磁旁路时,只需线圈产生更小的磁势。②衔铁不受弹簧力作用,吸持衔铁所需的永久磁铁的磁通更小。第②种结构,线圈中有减磁电流时,铁心中还有磁桥磁势产生的磁通,协同减少“吸持衔铁的磁通”,
3.磁力放大环节:一只至二只永久磁铁(其形状可以是一形、也可以是∏形、也可以是H形),通过其铁心:一侧吸持衔铁(称为“本级衔铁”),另一侧靠近:被灵敏继电器吸合的衔铁(称为上级衔铁)。该永久磁铁通过气隙,可向两侧供给磁通。当上级衔铁落下后,该侧磁阻骤降,引起另一侧磁通骤降,以致不能继续吸持而落下。本级衔铁落下后的保持(本级打开状态的)力,应大于上级衔铁落下后的保持力,因此称为“磁力放大”,磁力放大的过程,实质上是释放出(当初把两衔铁置于动作前状态)磁场中所贮能量的过程。若欲灵敏继电器的上级衔铁不装设动触点(减轻其重量)-或采用舌簧接点时降低磁通变动值(舌簧接点位于铁心之间的中心)-从而提高灵敏度,可加装磁力放大环节,触点所需更大的力或更大的磁通,由磁力放大环节提供。本级衔铁可装磁性轴承(其结构见前),也可不装。
上述三个方面(铁心磁化、灵敏继电器结构改进、磁力放大环节)中,任取一项措施,均可提高灵敏度或节省材料,从而降低成本与外形尺寸。
附图表示出本发明的实施例。图1至图14表示铁心磁化(图中方框内的标号:1-电流互感器,2-灵敏继电器)。图15至图21是灵敏继电器的各例;图22至图25为其磁力放大环节。用两个视图表示同一结构的有:图1及图2;图3及图4;图5及图6;图20及图21。为对照前述内容与图号,并统一说明图中标号的含义,列表于下。
电流互感器铁心磁化方式
灵敏继电器及其磁力放大环节(注1)
注1、不加磁力放大环节时,触点及其有关结构,参照磁力放大环节。
注2、图中标号10是永久磁铁,上文称它为“磁桥磁势”;图16至18,相对应的形状,引用于磁桥中。图11中a、b两点,是浮充的接线点,图12、13中c、d两点,供给交流电源。
磁力放大环节的永久磁铁所贮磁能,应比灵敏继电器中所贮的磁能大,且两衔铁的气隙恰当。为保证永久磁铁的剩余磁密Br,各永久磁铁充磁时,只能组成串联磁路,不应组成并联磁路。
文件名称 页 行 补正前 补正后
说明书 1 5 付边 副边
说明书 1 倒3 利公约E 利局E
说明书 2 17 园柱形 圆柱体
说明书 2 18 园柱 圆柱
说明书 3 2 园 圆
说明书 3 15 衔接的一侧 衔铁的一侧
说明书 4 2 (…与铁心…) (…与永久磁铁…)
说明书 4 倒1 为了灵敏 若欲灵敏
说明书 5 11 1及图 1(A-A剖面)及图
说明书 5 12 20及图 20(B-B剖面)及图
说明书 6 倒6 注2、图中 注2.图21中
说明书 6 倒11 9永久磁铁 9-永久磁铁
权利要求书 1 8 心、磁化 心及其原边、磁化
权利要求书 1 12 付边 副边
权利要求书 2 7 各凸起面 各凸起平面
权利要求书 3 1 铁心(4) 铁心(3)
权利要求书 3 16 永久磁铁为 永久磁铁(4)为
权利要求书 4 2 一侧靠近 一侧为
权利要求书 4 17 合并为 合成
权利要求书 5 倒1 园锥面(园 圆锥面(圆
权利要求书 5 倒5 街铁 衔铁
Claims (43)
1、继电器,特别是配备电流互感器的继电器,含有电流互感器(1)与灵敏继电器(2)两部件,灵敏继电器由铁心(5)、磁旁路件(11)、衔铁(12)、触点、一至二只线圈(6、7)、一至三个永久磁铁(8,9,10)组成,可加装磁力放大环节,该环节由本级衔铁(15)、触点(16)、一至二个永久磁铁(13、14)组成,其特征是:电流互感器的铁心磁化。
2、根据权利要求1所述的继电器,其特征是:电流互感器的铁心、磁化线圈、电阻皆用三只,磁化线圈串接电阻,磁化线圈的电源和绕法,分别与电流互感器的各原边相同,磁化线圈接成Y形。
3、根据权利要求1所述的继电器,其特征是:电流互感器的铁心及其磁化线圈为二组,两磁化线圈的匝数相等、串接后再串接电阻,接通电流互感器的电源,电流互感器的原、付边线圈,总绕在二组铁心上。
4、根据权利要求1所述的继电器,其特征是:电流互感器的磁化线圈,绕法与电流互感器的付边相同,并接通直流电源。
5、根据权利要求4所述的继电器,其特征是:电源为电池。
6、根据权利要求4所述的继电器,其特征是:交流电源经二极管、电容器构成迴路,该电容器与串有电阻的稳压管支路并联,磁化线圈与稳压管并联。
7、根据权利要求4所述的继电器,其特征是:交流电源经一只二极管、一只电阻、一只电池三者串联构成迴路,电源为电池。
8、根据权利要求6或7所述的继电器,其特征是:交流电源取自变压器的付边。
9、根据权利要求6或7所述的继电器,其特征是:交流电源取自分压电阻。
10、根据权利要求1所述的继电器,其特征是:电流互感器的铁心(3)用永久磁铁(4)磁化。
11、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)为空心园柱体,园柱体的一个平面上有二至六块凸起平台,各凸起面为磁极,N、S相间,各磁极紧靠铁心(3)相应的平面。
12、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)为空心园柱体,园柱体的一端端部,向半径较小的方向,延伸出二至六块水平块,各水平块的内平面为磁极,N、S相间,各磁极紧靠铁心(3)相应的平面。
13、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)为空心园柱体,园柱体的一端端部,向半径较大的方向,延伸出二至六块水平块,各水平块的上表面为磁极,N、S相间,铁心(3)置于水平块上。
14、根据权利要求11所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)的磁极为扇形,扇形的园心与铁心(3)的园心重合。
15、根据权利要求12所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)的磁极为扇形,扇形的园心与铁心(3)的园心重合。
16、根据权利要求13所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)的磁极为扇形,扇形的园心与铁心(3)的园心重合。
17、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)为空心园柱体,园柱体的内表面有二至六块凸出块,各凸出块的内表面为磁极,N、S相间,铁心(4)置于永久磁铁的内层。
18、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)为空心园柱体,园柱体的外表面有二至六块凸出块,各凸出块的外表面为磁极,N、S相间,铁心(3)套在永久磁铁的外面。
19、根据权利要求17所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)的极面形状,为与铁心(3)同心的园柱面。
20、根据权利要求18所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)的极面形状,为与铁心(3)同心的园柱面。
21、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)为条状,其两端的平面为N极与S极,两极极面分别与环形铁心(3)两端引出带的平面接触。
22、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)为条状,其两端为N极与S极,该永久磁铁置于铁心(3)中。
23、根据权利要求22所述的继电器,其特征是:永久磁铁(4)的两端,为与铁心(3)同心的园柱面。
24、根据权利要求10所述的继电器,其特征是:永久磁铁为马蹄形。
25、根据权利要求1至7、10至24,这些要求中任一项所述的继电器,其特征是:铁心的磁导率,等于(0.8~1.2)最大磁导率。
26、根据权利要求1至7、10至24,这些要求中任一项所述的继电器,其特征是:铁心的磁导率,等于(0.95~1.05)最大磁导率。
27、根据权利要求1所述的继电器,其特征是:灵敏继电器的铁心(5)靠近衔铁(12)、永久磁铁(8)的一侧靠近铁心(5)、永久磁铁(8)的另一侧靠近磁旁路件(11),这些元件均在衔铁的一侧,铁心(5)上绕有线圈,衔铁(12)在闭合位置,紧贴铁心(5)。
28、根据权利要求1所述的继电器,其特征是:灵敏继电器加装磁力放大环节,动作顺序为:上级衔铁(12)离开铁心(5)、本级衔铁(15)离开永久磁铁(13)、触点(16)动作。
29、根据权利要求27所述的继电器,其特征是:磁旁路件(11)、永久磁铁(8)、铁心(5),三者装设在一个平面上。
30、根据权利要求27所述的继电器,其特征是:磁旁路件(11)、永久磁铁(8)、铁心(5)、三者装设在三个平面上。
31、根据权利要求27所述的继电器,其特征是:磁旁路件(11)与永久磁铁(8)装在一个平面上,铁心(5)装在另一平面上。
32、根据权利要求27所述的继电器,其特征是:磁旁路件(11)与铁心(5)合并为一个另件。
33、根据权利要求27所述的继电器,其特征是:磁旁路件(11)与铁心(5)合成一体,并与永久磁铁(10)组成磁桥(磁桥的磁路与电桥的电路相仿),线圈位于磁桥的相应边上。
34、根据权利要求28所述的继电器,其特征是:磁力放大环节的永久磁铁(13)有铁心(17)。
35、根据权利要求27至34,其中任一要求所述的继电器,其特征是:衔铁为一形。
36、根据权利要求27至34,其中任一要求所述的继电器,其特征是:衔铁为L形。
37、根据权利要求27至34,其中任一要求所述的继电器,其特征是:触点为舌簧接点,且位于铁心之间的中心点。
38、根据权利要求27至34,其中任一要求所述的继电器,其特征是:永久磁铁为一形。
39、根据权利要求27至34,其中任一要求所述的继电器,其特征是:永久磁铁为∏形。
40、根据权利要求27至34,其中任一要求所述的继电器,其特征是:永久磁铁为H形。
41、根据权利要求27、29至33,这些要求中任一项所述的继电器,其特征是:衔铁(12)的另一侧,装设永久磁铁(9)。
42、根据权利要求28或34所述的继电器,其特征是:衔铁(15)的另一侧,装设永久磁铁(14)。
43、根据权利要求27至34,其中任一要求所述的继电器,其特征是:衔铁上装设磁性轴承,该轴承由两只磁性相同、形状分别为“凹”、“凸”园锥面(园锥角为30°~60°)的永久磁铁组成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 85105356 CN85105356A (zh) | 1985-07-07 | 1985-07-07 | 配备电流互感器的继电器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN 85105356 CN85105356A (zh) | 1985-07-07 | 1985-07-07 | 配备电流互感器的继电器 |
Publications (1)
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ID=4794423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN 85105356 Pending CN85105356A (zh) | 1985-07-07 | 1985-07-07 | 配备电流互感器的继电器 |
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CN (1) | CN85105356A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105280432A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-27 | 东南大学 | 一种带有磁桥及辅助弱磁线圈的高压真空断路器用长行程永磁操动机构 |
-
1985
- 1985-07-07 CN CN 85105356 patent/CN85105356A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105280432A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-27 | 东南大学 | 一种带有磁桥及辅助弱磁线圈的高压真空断路器用长行程永磁操动机构 |
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