可变径三相一体式电流互感器的制作方法

本实用新型涉及一种可变径三相一体式电流互感器，主要用于环网柜进线或出线套管上三相电流信号的测量。

背景技术：

随着城市配网改造及配网自动化的发展与普及，户外环网柜等一次设备在城市配网中获得广泛应用，与之相配合的套管式电流互感器种类越来越多。

现有电流互感器通常采用同一绕组上设置多个抽头或设置多个绕组用于不同的量程需求，这种实现方式主要包括单绕组电流互感器、双绕组或多绕组电流互感器，其核心是改变测量涉及的绕组匝数，但不改变铁芯横截面积，无法满足绕组匝数与铁芯的优化匹配，无法在所有量程下同时满足测量精度和准确性要求，即使采用双绕组或多绕组电流互感器，也无法实现铁芯与不同线圈的合理匹配。

另外，现有各种套管式电流互感器由于测量精度低、安装维护不方便等因素，制约了对测量精度要求更高场合的环网柜的推广与应用。在实际应用中，由于环网柜小型化需求日益迫切，这就要求与之相匹配的套管电流互感器采用一体化设计，并满足套管实际结构。

另外，当需要检测三相线路的电流时，需要采用三个电流互感器分别检测各相线缆的电流，造成安装使用上的不变和较高的成本。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可变径三相一体式电流互感器，能够同时检测三相电流，线圈组件设置多个轴向分布且相互独立的铁芯，具有可变径、易安装、精度可调、易维护等特点，可广泛应用于环网柜套管上三相电流信号的测量。

本实用新型的技术方案是：

一种可变径三相一体式电流互感器，包括设有三个检测通孔的壳体，所述检测通孔均可以采用圆通孔或其他适宜形状，所述壳体内设有三组分别围绕各所述检测通孔的三组线圈组件，所述检测通孔的侧壁构成所述壳体的内腔的内侧壁，所述线圈组件包括多个环形的铁芯，各所述铁芯上均套有各自的二次绕组，各所述铁芯沿对应检测通孔的轴线方向依次分布，同一组所述线圈组件的各铁芯和/或二次绕组不相同。可以采用现有技术，依据使用要求，使各铁芯分别与相应的二次绕组合理匹配，以达到不同量程下所需的测量精度和准确性，或者满足不同的测量目的和要求，例如，使用时只需要采用其中一个所述二次绕组用于测量电流信号，其他二次绕组用于测量电量消耗、直接短接备用或用于其他用处。

所述三组线圈组件优选完全相同构造，分别用于测量三相电流，以获得一致的信号比和检测精度。

优选地，所述铁芯外包有绝缘纸，所述二次绕组套设在所述绝缘纸外，所述二次绕组采用漆包线绕制而成，通过所述绝缘纸以及所述漆包线的绝缘层，使所述二次绕组与所述跑道形铁芯彼此绝缘。

优选地，所述线圈组件和所述壳体之间的空间填充有浇注的高分子绝缘材料（绝缘的粘结填充材料），并通过该高分子绝缘材料将所述线圈组件和所述壳体固结为一体，所述高分子绝缘材料优选采用环氧树脂，浇注浇注后固化形成将壳体和线圈组件粘结为一体的固体结构，同时形成对线圈组件的有效绝缘和保护。所述环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，能够将所述壳体及设置在壳体中的线圈组件很好地粘结为一个整体，且变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，并具有较高的硬度和较好的柔韧性，另一方面环氧树脂的介电性能良好，浇注在所述跑道形铁芯与所述二次绕组件的空隙中起到绝缘的作用。

优选地，所述壳体的一个端面敞口，形成所述线圈组件的安装口，所述环形壳体的另一个端面封闭，所述环氧树脂或其他高分子绝缘材料的浇注表面与所述壳体的敞口侧相平或略低于所述壳体的敞口侧。

优选地，所述环形壳体的封闭端面上设有接线基座或所述高分子绝缘材料的浇注表面上固结有接线基座，所述接线基座上设有接线口，各所述接线口内设有连接所述二次绕组的接线端的导体，相邻接线口之间以及边缘处的接线口的外侧均设有凸起，在所述凸起之间形成便于布线的通道，对接线起到保护作用，所述接线基座为绝缘材料，可以设置在所述壳体的封闭侧端面上并与所述壳体一体成型，也可以设置在所述壳体的敞口侧端面上并浇注固定在所述环氧树脂上，通过所述接线基座可以方便的将电流表等测量仪表接入所述电流互感器的闭合电路，所述接线口内可以设置螺纹结构方便接线固定。

优选地，所述接线基座设置在端面（壳体封闭端面或由高分子绝缘材料形成的端面）上靠近边缘的位置，在同一端面上与所述接线基座相对的另一边缘位置设有至少一个立柱，所述立柱的高度与所述接线基座的最大高度一致，以便互感器能够平稳的放置在支撑平面上，不倾斜、不晃动。

相邻组所述线圈组件之间可以设有挡板将所述壳体的内腔分隔形成相互独立的腔室，也可以在相邻组所述线圈组件之间不设挡板，相互间留有一定间距。

根据具体的布线形式，三个所述检测通孔可以沿一横向直线等间距分布或分布在一个等边三角形的三个顶点位置上。

优选地，所述壳体的外形为方形壳体（横截面的主体轮廓呈矩形的壳体），能够容纳所述跑道形铁芯，加工方便，结构紧凑。

所述环形壳体的各个侧面相交处可以设有倒角或者过渡面，所述过渡面采用斜面和/或弧形面，以消除或弱化相交处的棱角。

所述环形壳体优选采用绝缘塑料材料制成。

优选地，所述壳体的一个侧面设有用于安装固定的凸台，所述凸台上设有安装通孔，所述凸台内侧设有对应于所述安装通孔的嵌入式螺母，所述安装通孔的直径不小于所述安装螺母的螺纹孔径，通过螺栓将所述电流互感器固定在环网柜的适当位置。

优选地，所述凸台有该处壳体的相应弯折形成，凸台内的构成所述环形壳体的内腔的一部分，所述嵌入式螺母设置在所述凸台内侧的空腔中，贴在凸台的内壁上或者靠近凸台的内壁，不占用所述线圈组件的空间。

所述凸台的数量优选为两个，且每个所述凸台上设置的安装通孔数量为一个、两个或其他适宜数量。

两个所述凸台相互独立，各自单独受力，安装可靠不易损坏；另外，也可以只设置一个较大的凸台，在所述凸台上相互间隔设置两个或两排安装通孔，每排多个孔，这样也可以实现安装固定的效果。

可以通过高分子绝缘材料的浇注，使所述安装螺母与所述高分子绝缘材料固结在一起。

所述立柱可以设置在所述凸台的端面上，并可以与所述凸台为一体并与所述凸台的端面形状相同。

优选地，所述检测通孔为多段直径不同的阶梯孔，能够适应环网柜上不同的套管尺寸，与环网柜套管更好地贴合，具有更好的适应性，各所述铁芯设置分别在所述阶梯孔不同的直径段且具有与相应直径段相适应的内圈，优选各所述铁芯的外圈相同，可以保证尽可能大的截面，达到更高的测量精度，内孔直径较大的直径段对应内圈较大（截面较小）的跑道形铁芯，内孔直径较小的直径段对应内圈较小（截面较大）的跑道形铁芯，优选所述阶梯孔自所述壳体的封闭端到敞口端直径依次减小，这样才能将各所述铁芯装入对应的位置并与壳体形成大小相同的间隙，另一方面在浇注环氧树脂时也能够完全填充所述壳体的内腔，不留气泡。

所述检测通孔的直径可以根据用户实际互感器安装情况及电缆头和套管规格尺寸进行定型，完全依用户环网柜及相应配件而定型设计，安装方便、简单，与常规互感器相比具有变比范围更广、精度更高、容量更大。

上述端面是指与所述壳体的内孔的轴线相垂直的面，侧面是指与所述壳体的内孔的轴线相平行的面。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型结构结构紧凑，体积较小，能够同时检测三相电流，无需对各相线缆分别安装独立的电流互感器，由于同一组线圈组件设置多个铁芯及配套的多个绕组，并轴向依次分布，互不干扰，能够根据不同铁芯和绕组组合的测量要求进行绕组与铁芯的合理配置，同时实现不同量程或不同测量目的下贴心与绕组的合理配置，有效地避免了现有技术只能顾及一个量程的精度和准确性要求的缺陷，有利于保证和提高在各种量程下和各种测量目的下的精度和准确性，满足多种使用需求，起到了现有技术下多个互感器的作用；克服了常规套管电流互感器在使用、维护过程中的不足，具有可变径、易安装、精度可调节、易维护等特点，并提高了测量精度；壳体的端面设有与二次绕组的接线端连接的专用接线口，以便于接线，接线口的边缘设有凸起对接线起到保护作用；壳体的侧面设有两个凸台，凸台内侧设置安装螺母方便电流互感器的安装，并且不占用铁芯的设置空间，确保铁芯面积；壳体与线圈组件、安装螺母、专用端子之间采用环氧树脂进行浇注，粘结牢固，不易变形；检测通孔采用分段式，能够更好地与环网柜套管贴合，确保安装到位且易安装，具有更好的适应性。

附图说明

图1是本实用新型实施方式示意图；

图2是本实用新型实施方式剖面示意图；

图3是本实用新型的壳体示意图；

图4是一种铁芯形状的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1-图3所示，本实用新型涉及一种可变径三相一体式电流互感器，用于环网柜电缆进线或出线端电流检测，主要包括壳体1、三组线圈组件和环氧树脂。

每组线圈组件包括多个环形的铁芯和分别绕制在各所述铁芯上的二次绕组，在本实施例中以两个环形铁芯进行详细说明。

所述壳体1的外形为方形壳体（长方形壳体），能够容纳三组所述线圈组件，所述壳体的各个侧面相交处设有倒角，所述壳体上设有三个与环网柜套管配合的检测通孔5，三个所述检测通孔5沿直线均匀分布在所述壳体1的端面，所述检测通孔5的侧壁构成所述壳体1的内腔的内侧壁。

所述壳体1的一个端面敞口形成所述线圈组件的安装口，所述壳体1的封闭端面的边缘位置设有接线基座2，所述接线基座2的数量优选为三个，与所述线圈组件一一对应，便于使用者区分，所述接线基座2设置在各所述线圈组件所在的壳体区域的边缘位置，各所述接线基座2上设有四个接线口，分别为1S1、1S2、2S1和2S2，分别连接同一组线圈组件内的两个二次绕组的接线端。

同一端面上与所述接线基座相对的边缘位置设有两个立柱22，所述接线基座2为矩形块体，所述接线基座2上设有接线口和凸起21，在所述凸起21之间形成便于布线的通道，所述接线基座2的两个接线口沿长边方向依次设置在所述凸起21之间。

所述壳体1的侧面上设有两个凸台3，所述凸台3上设有安装通孔4，所述凸台3内侧设有连通所述壳体1的内腔的空腔，所述凸台3的空腔中对应所述安装通孔4的位置设有螺母，所述壳体内浇注环氧树脂，将所述线圈组件和所述螺母固定在所述壳体1内，所述环氧树脂的浇注平面大约与所述壳体1的端面相平。

所述立柱22可以单独设置在所述壳体的端面上，也可以与所述凸台3设置为一体。

所述检测通孔5为圆形的阶梯孔，所述阶梯孔靠近所述壳体的敞口侧端面的孔径较小，靠近所述壳体的封闭侧端面的孔径较大。

所述线圈组件设置在所述壳体1的内腔里，用于实现高精度电流测量，所述线圈组件包括两个跑道形铁芯6，各所述跑道形铁芯6沿所述环形壳体的轴线方向依次分布，各所述铁芯设置在所述阶梯孔不同的直径段且具有与相应直径段相适应的内圈，其铁芯面积较圆形铁芯有所增加，所述跑道形铁芯6包括位于两端的两个半圆环段和连接两个半圆环段的直线段，所述跑道形铁芯6上包有绝缘纸，所述绝缘纸外绕制有二次绕组。

相邻所述线圈组件之间设有挡板将所述壳体的内腔分隔形成各自的腔室，或相邻所述线圈组件之间不设挡板相互间隔设置在所述壳体的内腔中。

本实用新型所述线圈组件的铁芯的数量并不限于两个，可根据用户需求进行合理增加或减少。

可以依据壳体内的空间限制，采用适当形状的铁芯。例如，所述铁芯可以为圆形铁芯，也可以为跑道形铁芯，所述跑道形铁芯包括位于两端的两个弧形段（例如，半圆环形段）和连接两个半圆环段的直线段（例如，矩形段），其充分考虑环网柜柜体宽度、套管相间距等限制，所述跑道形铁芯的截面略小于所述环形壳体的内腔的截面（只要保证最低限度的线圈空间和粘结填充材料的浇注填充空间即可），最大限度地提高铁芯截面积，有效提升电流测量精度，以达到或优于高精度电流互感器性能参数。

图4所示为一种在跑道形铁芯和圆形铁芯基础上的改进的铁芯实施例，这种铁芯的外圈（相对于壳体内孔轴线的横截面的外圈）呈跑道形，内圈（相对于壳体内孔轴线的横截面的内圈）呈圆形，由于基于安装上的便利并适应于现场使用空间的限制，壳体的横截面外形轮廓可以呈矩形，四角处设有过渡斜面或采用圆角，而壳体的内孔呈圆形，由此，在壳体内形成的能够用于容纳线圈组件的环形空间的外圈轮廓呈矩形，四角处为斜边、圆角或采用弧形形成的平滑过渡，内圈为圆形，采用这种外圈呈跑道形、内圈呈圆形的铁芯，相对于圆环形铁芯或内外圈均呈跑道形的铁芯，可以更好地适应和利用壳体内的空间，并在两个短边侧获得更大的磁通面积，有利于获得更高的测量精度，更小的能耗和温升。

本说明书所称端面是指与所述环形壳体的内孔的轴线相垂直的面，侧面是指与所述环形壳体的内孔的轴线相平行的面。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。