专利名称:配备电流互感器的继电器的制作方法
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
权利要求
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。
专利摘要
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。
文档编号H01H71/32GK85105356SQ85105356
公开日1987年2月4日 申请日期1985年7月7日
发明者孔令如 申请人:孔令如导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan