电流传感器、其线圈封装方法及电子式电流互感器与流程

本发明涉及电流传感器、其线圈封装方法及电子式电流互感器。

背景技术：

电子式电流互感器一般包括电流传感器和电子单元，电流传感器一般采用罗氏线圈或低功率铁芯线圈（LPCT线圈），这些线圈的绕组线径一般较细，需封装在传感器壳体内进行保护，为了保证电流互感器的准确度和稳定形，线圈与传感器壳体为同轴布置，使用时需要使传感器壳体与一次导体同轴布置，进而使线圈与一次导体同轴；电子单元用于将罗氏线圈输出的模拟小信号经电子单元滤波、A/D处理，输出符合要求的信号。

为了实现电流传感器的线圈封装，现有技术是将线圈通过金具固定挤压工艺或者环氧浇注工艺，再通过机械连接将电流传感器定位于一次导体同心的位置。其中金具挤压的方式需构建较为复杂的机械结构，设计较为冗余，成本高；而环氧浇注工艺是将线圈置入传感器壳体内，然后将液态的环氧树脂浇注到线圈与传感器壳体之间的间隔内，环氧树脂固化后形成对线圈定位和保护的线圈支撑体，该类电流传感器制作工艺复杂，且浇注基质较硬，易损伤电流传感器的线圈，并且环氧树脂固化时间长，生产效率低，同时同样存在成本高的问题，制造不方便。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电流传感器，以解决现有技术中的电流传感器制造不方便、成本高的问题。同时，本发明还提供了一种电子式电流互感器和电流传感器的线圈封装方法。

为实现上述目的，本发明中一种电流传感器采用的技术方案是：

一种电流传感器，包括线圈和传感器壳体，所述线圈与所述传感器壳体同轴布置且两者之间具有间隔，所述间隔内设有线圈支撑体，所述线圈支撑体为发泡填充体。

所述线圈的各向外侧均设有发泡填充体。

所述间隔内设有沿线圈的周向相互间隔布置的定位支撑体，所述定位支撑体支撑在线圈与传感器壳体之间。

所述传感器壳体为环形壳体，包括内侧壁、外侧壁和底壁，所述定位支撑体包括支撑在底壁与线圈之间的底支撑体，在线圈的径向方向上，所述底支撑体的端部与所述内侧壁或外侧壁之间具有底过液口。

所述定位支撑体还包括支撑在线圈与内侧壁或者线圈与外侧壁之间的侧支撑体。

所述传感器壳体包括与底壁相对的顶盖，所述定位支撑体还包括支撑在线圈与顶盖之间的顶支撑体，在线圈的径向方向上，所述顶支撑体的端部与所述内侧壁或外侧壁之间具有顶过液口。

所述底支撑体、侧支撑体和顶支撑体依次连接而形成翻转90度的U形，U形的定位支撑体靠设在内侧壁或外侧壁上，其中底支撑体的长度大于顶支撑体的长度。

所述定位支撑体为支撑片。

本发明中电子式电流互感器采用的技术方案是：

电子式电流互感器，包括电流传感器和电子单元，电流传感器包括线圈和传感器壳体，所述线圈与所述传感器壳体同轴布置且两者之间具有间隔，所述间隔内设有线圈支撑体，所述线圈支撑体为发泡填充体。

所述线圈的各向外侧均设有发泡填充体。

所述间隔内设有沿线圈的周向相互间隔布置的定位支撑体，所述定位支撑体支撑在线圈与传感器壳体之间。

所述传感器壳体为环形壳体，包括内侧壁、外侧壁和底壁，所述定位支撑体包括支撑在底壁与线圈之间的底支撑体，在线圈的径向方向上，所述底支撑体的端部与所述内侧壁或外侧壁之间具有底过液口。

所述定位支撑体还包括支撑在线圈与内侧壁或者线圈与外侧壁之间的侧支撑体。

所述传感器壳体包括与底壁相对的顶盖，所述定位支撑体还包括支撑在线圈与顶盖之间的顶支撑体，在线圈的径向方向上，所述顶支撑体的端部与所述内侧壁或外侧壁之间具有顶过液口。

所述底支撑体、侧支撑体和顶支撑体依次连接而形成翻转90度的U形，U形的定位支撑体靠设在内侧壁或外侧壁上，其中底支撑体的长度大于顶支撑体的长度。

所述定位支撑体为支撑片。

本发明中电流传感器的线圈封装方法采用的技术方案是：

电流传感器的线圈封装方法，该方法包括以下步骤，步骤一，将线圈置入传感器壳体内，使线圈与传感器壳体同轴布置；步骤二，将流体形态的发泡材料注入线圈与传感器壳体之间的间隔，使发泡材料产生固化反应而填充所述间隔，在间隔内形成发泡填充体。

进一步地，步骤一中线圈是首先卡入翻转90度的U形的定位支撑体内，然后和U形定位支撑体共同置入传感器壳体内，U形的定位支撑体靠设在传感器壳体的内侧壁或外侧壁上。

进一步地，所述定位支撑体包括支撑在底壁与线圈之间的底支撑体，在线圈的径向方向上，所述底支撑体的端部与所述内侧壁或外侧壁之间具有底过液口。

进一步地，所述传感器壳体包括与底壁相对的顶盖，所述定位支撑体还包括支撑在线圈与顶盖之间的顶支撑体，在线圈的径向方向上，所述顶支撑体的端部与所述内侧壁或外侧壁之间具有顶过液口。

进一步地，所述发泡材料为聚氨酯发泡材料。

有益效果：本发明采用上述技术方案，线圈支撑体为发泡填充体，制造时，将流体形态的发泡材料注入线圈与传感器壳体之间的间隔，使发泡材料产生固化反应而填充所述间隔，即可在间隔内形成发泡填充体，制造方便，工艺简单，固化时间短，成本低，质量轻。同时，由于发泡填充体的硬度较小，能够避免对线圈造成损伤，有利于提高产品合格率。

附图说明

图1是本发明中电流传感器的一个实施例去掉顶盖后的结构示意图，同时也是电子式电流互感器的一个实施例中的电流传感器的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1中的电子式电流互感器应用于AIS的示意图；

图4是图1中的电子式电流互感器应用于GIS的示意图。

图中各附图标记对应的名称为：10-线圈，20-传感器壳体，21-内侧壁，22-外侧壁，23-底壁，24-顶盖，30-定位支撑体，31-底支撑体、32-侧支撑体，33-顶支撑体，34底过液口，35-顶过液口，40-发泡填充体，51-AIS互感器壳体，511-支撑绝缘子，512-绝缘套管，52-GIS外壳，521-环氧接线盘，522-紧固件，60-信号引出线，70-一次导体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明电流传感器的一个实施例如图1~图4所示，包括线圈10、传感器壳体20和定位支撑体30，传感器壳体20为环形壳体，包括内侧壁21、外侧壁22、底壁23和顶盖24，顶盖24可拆固定在内侧壁21和外侧壁22上，线圈10与内侧壁21、外侧壁22、底壁23和顶盖24之间均具有间隔，间隔内为发泡填充体40。定位支撑体30设有三只，各定位支撑体30均为定位片，形状为翻转90度的U形，靠设在外侧壁22上。

定位支撑体30采用绝缘材料制成，包括支撑在底壁23与线圈10之间的底支撑体31、支撑在线圈10与内侧壁21或者线圈10与外侧壁22之间的侧支撑体32和支撑在线圈10与顶盖24之间的顶支撑体33。在线圈10的径向方向上，底支撑体31的内侧端部与内侧壁21之间具有底过液口34，顶支撑体33的外侧端部与所述内侧壁21之间具有顶过液口35。这样，线圈10能够支撑在底支撑体31上与底壁23形成间隔，并依靠侧支撑体32沿径向定位，保证线圈10与传感器壳体20的内侧壁21的同轴，同时，底过液口34和顶过液口35能够保证发泡材料在发生固化反应时顺利膨胀，对间隔形成良好的填充。为了保证定位支撑体30对线圈10的稳定支撑，同时尽量减小定位支撑体30对发泡材料的发泡影响，底支撑体31的长度大于顶支撑体33的长度。

制造时，首先将三只定位支撑体30沿线圈10周向均匀卡设到线圈10上，然后将定位支撑体30和线圈10一起置入环形壳体的环形内腔，使定位支撑体30靠设在外侧壁22上，实现对线圈10的定位，同时保证线圈10与传感器壳体20同轴。然后，将流体形态的发泡材料缓慢倒入线圈10与传感器壳体20之间的间隔，注入后的液面高度由最终封装材料的膨胀系数决定，一般为传感器壳体20高度的1/3左右，然后静置一端时间，检验灌封质量，并根据需求进行二次补浇或清除过浇部分，固定上顶盖24，完成封装。固化后的发泡材料体积膨胀，能够将线圈10完全覆盖并牢靠固定在传感器壳体20内，保证零部件的相对同心，并形成光滑表面，无破损掉屑现象。浇注现场应尽量保证清洁，以免发泡材料受到污染导致性能失效。上述发泡材料为聚氨酯发泡材料，成分根据需要进行设定，固化后具有良好的缓冲作用和变形恢复能力；其工作温度为-40℃~70℃，无脆化掉渣现象，且无挥发物或挥发物不影响SF6气体绝缘互感器的绝缘性能；发泡材料的材料配比和种类可根据不同应用场合进行调整，以增加或缩短固化时间，增大或减小硬度等等。

上述制造过程所使用的工艺也是本发明中电流传感器的线圈封装方法的一个实施例。

本发明中电子式电流互感器的一个实施例包括电流传感器和电子单元，其中电流传感器即上述实施例中的电流互感器，电子单元为现有技术，此处均不再赘述。

在应用于AIS电流互感器环境时，如图3所示，将电流传感器通过支撑绝缘子511固定在AIS互感器壳体51上，保证一次导体70与电流传感器的同心，AIS互感器壳体51固定在绝缘套管512上，信号引出线60从绝缘套管512中引出与电子单元连接。

在应用于GIS电流互感器环境时，如图4所示，将电流传感器使用紧固件522与GIS外壳52进行牢靠连接，保证一次导体70与屏蔽壳体的同心，信号引出线60经环氧接线盘521引出GIS壳体外。

在上述实施例中，线圈10的各向均设有发泡填充体40，采用支撑片形式的定位支撑体30与传感器壳体20定位。在本发明的其他实施例中，线圈10也可以仅有部分方向与传感器壳体20之间形成间隔，而定位支撑体30也可以根据情况仅在部分位置设置，定位支撑体30还可以替换为支撑块的形式，并且可以靠设在环形壳体的内侧壁21上。