一种具有散热结构的电流互感器的制作方法

本发明涉及电力领域的互感器，具体涉及一种具有散热结构的电流互感器。

背景技术：

电流互感器是依据电磁感应原理进行电流转换的部件，广泛应用在电力系统中，起变流和电气隔离的作用。电流互感器由闭合铁芯和绕组组成，绕组包括一次侧和二次侧绕组，一次侧绕组串接在一次回路中，二次侧绕组串接在负载回路中。根据用途可大致分为测量用电流互感器、保护用电流互感器，取能用电流互感器等。

电子式断路器用电流互感器一般要同时完成电流检测和为电子部件供电的任务，目前大多数断路器产品中采用一只电流互感器来同时完成上述两项功能。采用单电流互感器尚存在一些问题：在电流较小时，因供电能量不足导致电子部件无法正常工作；当电流较大时，如超过10倍额定电流，则由于互感器铁芯饱和使采样电流的波形发生畸变，从而产生线性失真，可能引起电子部件对运行状态的误判断，导致断路器发生误动或拒动。为解决单电流互感器存在的缺陷，新一代断路器采用双电流互感器技术，即融合了用于供电的取能电流互感器和用于测量的空心电流互感器，这样可以实现较小一次电流到极大短路电流的精确测量。但是双电流互感器中的取能用电流互感器也存在两个主要问题：1，取能用电流互感器利用电磁感应原理，将一次侧大电流变成二次侧小电流为断路器的电子部件供电。由于电子部件的消耗是稳定的或者变化很小，所以随着一次侧电流的增大，互感器提供的多余能量将由电子部件和互感器本身来消耗，这样在一次侧电流较大时互感器会出现严重的发热问题。2，当一次侧电流较大时，例如在短路的情况下，互感器的铁芯会饱和，磁通量不再变化，此时二次侧绕组会产生幅值很高的窄脉冲电压，导致电子部件的电源电路取能的时间很短，不能获取到足够的能量，影响对电子部件的供电。

常用的限制二次侧电流过大的方法是在闭合铁芯的磁路中开一个气隙，但开气隙的闭合铁芯电感降低过多，只能在较大的一次测电流下工作，当一次侧电流较小时，二次侧提供的电能不足以使负载电子部件正常工作。一份中国发明专利申请(申请号为200910176191.6，申请日为2009-09-25，公开号为cn101685725a，公开日为2010-03-31)公开了一种限制二次侧电流过大的方法，该方案通过互感器铁芯加磁分路的形式来分流大电流情况下的磁通，但上述专利的铁芯形状复杂、加工比较困难。此外，气隙只能限制单一的饱和电流，而不能灵活调整，缺乏通用性。

技术实现要素：

基于解决上述问题，本发明提供了一种具有散热结构的电流互感器，其包括：

环形闭合铁芯，具有第一厚度，其包括绕制线圈的、相对的第一边和第二边以及未绕制线圈的、相对的第三边和第四边，所述第一边、第二边、第三边和第四边围成一空心开口；并且，在所述第一边与第二边的内部分别设有l型的第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和第二沟槽分别包括一短部和一长部，所述短部均延伸至第四边内；

一个一次线圈，绕制在所述闭合铁芯的第一边上，所述第一沟槽的所述长部从所述一次线圈中间穿过，使第一沟槽处铁芯的截面积小于所述闭合铁芯的平均磁路截面积；

至少一个二次线圈，绕制在所述闭合铁芯的第二边上，所述第二沟槽的所述长部从所述二次线圈中间穿过，使第二沟槽处铁芯的截面积小于所述闭合铁芯的平均磁路截面积；

散热管体，所述散热管体为平行排列的第一和第二管体，所述散热管体通过第一连通管和第二连通管分别与所述第一沟槽和第二沟槽连通；所述散热管体内设有分散有磁性金属的散热流体，所述散热管体从所述空心开口穿过，并且在所述空心开口的向外的两侧具有外延部分，所述外延部分设有围绕所述闭合铁芯的散热鳍片。

根据本发明的实施例，在所述散热管体的一个端部设有注液部，所述注液部通过第一水阀与第二水阀分别连通所述第一和第二管体。

根据本发明的实施例，所述长部为单个槽状沟槽。

根据本发明的实施例，所述长部为多个柱状通路组成的沟槽。

根据本发明的实施例，所述散热管体与所述闭合铁芯之间填充有散热硅脂等散热材料。

根据本发明的实施例，所述第一管体通过第一连通管与所述第一沟槽的所述短部在所述第四边位置连通，所述第二管体通过第二连通管与所述第二沟槽的所述短部在所述第四边位置连通。

本发明的优点如下：

(1)利用第一和第二沟槽内的散热流体进行散热的同时，插入闭合铁芯的散热管体也可以进行散热，增长互感器的使用寿命；

(2)利用第一和第二沟槽内散热流体的铁磁金属灵活控制铁磁通路的路径，克服了单一的饱和电流的限制；

(3)散热流体的多少，第一管路和第二管路内散热流体的相对多少，都可以调整铁磁通路，调节的范围更大。

附图说明

图1为本发明的具有散热结构的电流互感器的剖视图；

图2为沿着图1中的ab线的剖视图；

图3为另一实施例的具有散热结构的电流互感器的剖视图。

具体实施方式

参见图1-2，本发明的具有散热结构的电流互感器，其包括：

环形闭合铁芯1，其包括绕制线圈的、相对的第一边11和第二边12以及未绕制线圈的、相对的第三边13和第四边14，所述第一边11、第二边12、第三边13和第四边14围成一空心开口15；并且，在所述第一边11与第二边12的内部分别设有l型的第一沟槽16和第二沟槽17，所述第一沟槽16和第二沟槽17分别包括一短部和一长部，所述短部均延伸至第四边14内；

一个一次线圈5，绕制在所述闭合铁芯1的第一边11上，所述第一沟槽16的所述长部从所述一次线圈5中间穿过，使第一沟槽16处铁芯的截面积小于所述闭合铁芯1的平均磁路截面积；

至少一个二次线圈6，绕制在所述闭合铁芯1的第二边12上，所述第二沟槽17的所述长部从所述二次线圈6中间穿过，使第二沟槽17处铁芯的截面积小于所述闭合铁芯的平均磁路截面积；

散热管体，所述散热管体为平行排列的第一和第二管体3和4，所述散热管体通过第一连通管31和第二连通管41分别与所述第一沟槽16和第二沟槽17连通；所述散热管体内设有分散有磁性金属的散热流体，所述散热管体从所述空心开口15穿过，并且在所述空心开口15的向外的两侧具有外延部分(参见图2)，所述外延部分设有围绕所述闭合铁芯的散热鳍片10。在所述散热管体的一个端部设有注液部7，所述注液部7通过第一水阀8与第二水阀9分别连通所述第一和第二管体3和4。

根据本发明的实施例，所述长部为单个槽状沟槽，所述散热管体与所述闭合铁芯1之间填充有散热硅脂2等散热材料。所述第一管体3通过第一连通管31与所述第一沟槽16的所述短部在所述第四边14位置连通，所述第二管体4通过第二连通管41与所述第二沟槽17的所述短部在所述第四边14位置连通。

参见图3，为了增强散热，根据本发明的另一实施例，所述长部为多个柱状通路组成的沟槽。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。