用于低电压漏电断路器的电流互感器的制造方法
【专利说明】用于低电压漏电断路器的电流互感器
[0001]本发明涉及一种用于低电压漏电断路器的电流互感器。
[0002]在低电压漏电断路器(低于IkV交流和1.5kV直流的电压)中使用电流互感器或安培互感器(TA)已经广为人知。
[0003]典型地，安培互感器或电流互感器包括磁芯以及与磁芯操作性地相关联的初级绕组结构和次级绕组结构。
[0004]初级绕组结构由一个或多个初级导体形成，该一个或多个初级导体能够与漏电断路器的端子或电触头电连接，漏电断路器的端子或电触头接着连接至电线的线路和/或中性导体。
[0005]次级绕组结构由一个或多个次级导体形成，该一个或多个次级导体穿过磁芯并且例如能够与电子控制设备连接。
[0006]漏电断路器中的安培互感器的操作性安装通常需要执行初级绕组的特定成形操作，这通常必须手动地执行，从而可能导致断路器的整体尺寸以及生产和安装成本的显著增加。
[0007]本发明的主要任务是提供一种用于低电压漏电断路器的电流互感器，其能够克服上述缺点。
[0008]在该任务中，本发明的另一个目的是提供一种具有特别简单且坚固的结构的电流互感器。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种电流互感器，其通过可以自动执行的操作能够容易地安装在漏电断路器中。
[0010]本发明的再一个目的是提供一种在工业水平容易且低廉生产的电流互感器。
[0011]根据本发明，通过根据权利要求1和相关从属权利要求的用于低电压断路器的电流互感器，将会实现该任务以及这些目的和其它目的，它们从随后的说明以及附图中将会更加明显。
[0012]参照纯粹为了解释性和非限制性的目的而提供的下面给出的说明以及附图，将会更加明白本发明的进一步的特点和优点，其中:
[0013]图1-2示意性地示出了根据本发明的电流互感器的实施例；
[0014]图3-5示意性地示出了根据本发明的电流互感器的进一步的实施例；
[0015]图6-7示意性地示出了根据本发明的电流互感器的进一步的实施例；
[0016]图8示意性地示出了根据本发明的电流互感器的另一个实施例；以及
[0017]图9示意性地示出了在图3-5的实施例中的、根据本发明的电流互感器在漏电断路器中的安装的示例。
[0018]参照上述附图，本发明涉及用于低电压漏电断路器的电流互感器I。
[0019]电流互感器I包括具有大致环状结构的第一磁芯2。
[0020]磁芯2包括穿过该磁芯厚度的第一成形腔21。
[0021]在本发明的一些实施例中，电流互感器I可以包括具有大致环状结构的第二磁芯8。
[0022]当存在第二磁芯8的时候，它包括穿过该磁芯厚度的第二成形腔81。
[0023]磁芯2和8可以被并排设置(图7)或者由间隔物元件隔开。
[0024]电流互感器I包括初级绕组装置，其包括穿过磁芯2、具体地穿过成形腔21的一个或多个初级导体31、32、33、34。
[0025]在电流互感器I包括第二磁芯8的情况下，初级导体31、32、33、34也穿过第二磁芯
8、具体地穿过成形腔81。
[0026]优选地，初级导体31、32、33、34中的每一个都被设置为仅穿过磁芯2—次(因此形成与磁芯2相关的单IM(single turn))。
[0027]同样地，在电流互感器I包括第二磁芯8的情况下，初级导体31、32、33、34中的每一个都被设置为仅穿过第二磁芯8—次。
[0028]电流互感器I包括次级绕组装置，其包括穿过磁芯2、具体地穿过成形腔21的一个或多个第一次级导体41。
[0029]优选地，次级导体41中的每一个都被设置为穿过磁芯2多次，因此形成缠绕磁芯2
的多匝。
[0030]在电流互感器I包括第二磁芯8的情况下，次级绕组装置包括穿过第二磁芯8、具体地穿过成形腔81的一个或多个第二次级导体42。
[0031 ]优选地，次级导体42中的每一个都被设置为穿过第二磁芯8多次。
[0032]电流互感器I被布置为使得初级导体31、32、33、34能够与一个或多个相应的另外的导体151、152、153、154、161、162、163、164电连接，这些另外的导体例如是其中安装有互感器的漏电断路器的端子或电触头(图8-9)。
[0033]有利地，电流互感器I包括用于将初级导体31、32、33、34连接至另外的导体151、152、153、154、161、162、163、164的第一电触头和第二电触头。
[0034]以这种方式，将要被检测或测量的电流可以沿着初级导体31、32、33、34流通。
[0035]根据本发明，初级导体31、32、33、34由成形的导电棒形成。
[0036]如上所述，导电棒31、32、33、34穿过磁芯2的成形腔21。
[0037]在电流互感器I包括第二磁芯8的情况下，导电棒31、32、33、34也穿过第二磁芯8的成形腔81。
[0038]成形棒31、32、33、34中的每一个都有利地设有第一成形端部311、321、331、341和第二成形端部 312、322、332、342。
[0039]导电棒31、32、33、34根据流通的额定电流而被有利地设计尺寸(特别是关于它们的直径或厚度)。
[0040]导电棒31、32、33、34可以由铜制成并且由绝缘材料层覆盖。
[0041]优选地，导电棒31、32、33、34直线地延伸，但是根据需要它们可以具有更复杂的构造。
[0042]根据本发明，电流互感器I包括第一印刷电路5，其包括一个或多个第一导电衬垫51、52、53、54。
[0043]导电衬垫51、52、53、54被布置为形成电流互感器I的上述第一电触头。为此，它们被有利地布置为彼此电隔离。
[0044]导电衬垫51、52、53、54可以有利地利用已知加工技术生产，并且可以根据选择生产该印刷电路的加工类型而被放置在印刷电路5的一个或多个表面处。
[0045]优选地，导电衬垫51、52、53、54被布置在印刷电路5的面向导电棒31、32、33、34的表面处。
[0046]优选地，导电衬垫51、52、53、54被构造为相对于将它们放置在其上的表面的安装面积具有相对广泛的面积，有利地是大于或等于可用安装面积的90%的面积。
[0047]可以看出，在相同的流通的额定电流的情况下，这将能够显著地改善电流互感器I与周围环境之间的热交换。
[0048]根据本发明，印刷电路5在导电衬垫51、52、53、54处被操作性地(电气地以及机械地)连接至导电棒31、32、33、34。
[0049]具体地，导电棒31、32、33、34中的每一个具有在相应导电衬垫51、52、53、54处被固定至印刷电路5的相应第一成形端部311、321、331、341。
[0050]产生每个导电棒31、32、33、34的端部311、321、331、341与相应的导电衬垫51、52、53、54之间的耦合，从而使得导电棒31、32、33、34中的每一个被印刷电路5机械地支撑并且电连接至相应的导电衬垫51、52、53、54。
[0051 ] 优选地，出于限制整体尺寸的明显原因，印刷电路5相对于导电棒31、32、33、34垂直地布置，如上述图所示。
[0052]在本发明的一些实施例中，可以通过焊接或硬焊产生导电棒31、32、33、34与导电衬垫51、52、53、54之间的操作性连接。
[0053]根据本发明的优选实施例，印刷电路5包括一个或多个第一连接孔55、56、57、58，它们中的每一个被放置在相应的导电衬垫51、52、53、54处。
[0054]优选地，导电棒31、32、33、34中的每一个的成形端部311、321、331、341用压力插入(“压入配合”类型的耦合)到印刷电路5的相应连接孔55、56、57、58中。
[0055]以这种方式，导电棒31、32、33、34与印刷电路5(同祥也起到对导电棒机械支撑的作用)机械地耦合，并且与相应的导电衬垫51、52、53、54电连接，从而允许棒和导电衬垫之间的电流流通。
[0056]有利地，导电棒31、32、33、34中的每一个的端部311、321、331、341被有利地成形为针状物的形式，并且被适当地设计尺寸以确保与其中插入有该端部的相应连接孔55、56、57、58的边缘的可靠的机械和电气親合。
[0057]在本发明的这些实施例中，导电棒31、32、33、34与印刷电路5之间的操作性耦合不需要焊接或硬焊操作。
[0058]在工业水平这样的生产是特别简单的，其特点是具有相对较高的散热系数和相对较低的接触电阻，并且随着时间的推移确保高可靠性。
[0059]在本发明的一些实施例中(图1-2)，导电棒31、32、33、34的成形端部312、322、332、342通过已知类型的电连接能够与电流互感器I的上述第二电触头连接。
[0060]根据本发明的优选实施例，电流互感器I包括第二印刷电路6。
[0061 ] 印刷电路6包括一个或多个第二导电衬垫61、62、63、64。
[0062]导电衬垫61、62、63、64被布置为形成电流互感器I的上述第二电触头。
[0063]为此，它们被有利地布置为彼此电隔离。
[0064]同样地，导电衬垫61、62、63、64可以有利地利用已知加工技术生产，并且可以根据所选加工类型而被放置在印刷电路6的一个或多个表面处。
[0065]优选地，导电衬垫61、62、63、64被布置在印刷电路6的面向互感器I的导电棒31、32、33、34的表面处。
[0066]优选地，导电衬垫61、62、63、64被构造为相对于将它们放置在其上的印刷电路6的表面的安装面积具有相对广泛的面积，有利地是大于或等于可用安装面积的90%的面积。
[0067]有利地，印刷电路6在导电衬垫61、62、63、64处被操作性地(电气地以及机械地)连接至导电棒31、32、33、34。
[0068]具体地，导电棒31、32、33、34中的每一个具有在相应导电衬垫61、62、63、64处被固定至印刷电路6的相应第二成形端部312、322、332、342。
[0069]产生导电棒31、32、33、34的端部312、322、332、342之间耦合，从而使得导电棒31、
32、33、34中的每一个被印刷电路6机械地支撑并且电连接至相应的导电衬垫61、62、63、64。
[0070]优选地，出于限制整体尺寸的明显原因，同样地，印刷电路6相对于导电棒31、32、
33、34垂直地布置，如图3-7所示。
[0071]在本发明的一些实施例中，可以通过焊接或硬焊产生导电棒31、32、33、34与导电衬垫61、62、63、64之间的操作性连接。
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