一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器的制作方法

1.本发明涉及速饱和电流互感器领域，特别是涉及一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器。


背景技术：

2.目前，电流互感器被广泛应用于供电系统的测量、计量以及保护。其中，电流互感器是由硅钢带卷制成闭合环形磁路，在闭合环形磁路上绕制线圈而成的。工作原理为：在闭合环形磁路中流过一次电流，通过线圈感应产生二次电流。
3.当电流互感器用于测量时：将一次大电流通过电流互感器转变为1a或者5a的二次标准电流，并且在仪表上显示出一次大电流值，从而进行监控；其中，电流互感器的磁路设计精度要求为1.5级、1.0级、0.5级、0.2级。
4.当电流互感器用于计量时，将使用电量通过电流互感器输出二次电流到电表，并且在电表计量用电度数；其中，电流互感器的磁路设计精度要求为0.5s级、0.2s级。
5.当电流互感器用于保护时，通过电流互感器进行过载保护、短路保护、差动保护，磁路设计保护等级为5p10级、5p20级、5p30.px级。
6.速饱和电流互感器工作原理同上，也是在闭合环形磁路中流过一次电流，通过线圈感应产生二次电流，为电子控制器供电；唯一不同在于速饱和电流互感器的磁路设计，分为主磁路和分磁路，是一种可以限制最高二次电流输出的电源控制器，能够为智能型断路器提供可靠的工作电源。
7.速饱和电流互感器的结构设计非常重要，如果分磁路设计不合理，则无法限制一次大电流上升冲击。现有的速饱和电流互感器为了防止烧损电子控制器的电气元件，采用限流电阻，以发热的方式限制一次大电流的上升，但是，导致了速饱和电流互感器温升k值升高，断路器温升k值也随之升高，k值指标不合格。


技术实现要素：

8.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器，解决现有速饱和电流互感器存在的技术问题。
9.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器，所述速饱和电流互感器包括主磁路、分磁路以及设置于主磁路上的线圈；所述主磁路为一个闭合环形磁路，所述分磁路包括两个分离设置的u形磁路；所述主磁路由若干主磁路叠片叠加而成，所述分磁路由若干主磁路叠片和若干分磁路叠片叠加而成。
10.当智能断路器的一次电流流过速饱和电流互感器线圈时，根据“动磁生电”的原理，线圈产生二次电流，并且将二次电流提供给电子控制器，作为工作电源；当流过速饱和电流互感器的一次电流为小电流时，速饱和电流互感器向电子控制器提供一个与一次电流相对称的二次电流作为工作电源，当流过速饱和电流互感器的一次电流为大电流时，速饱
和电流互感器的分磁路导通，减少二次电流的功率，防止电子控制器受到大电流冲击损坏，保证断路器能够正常工作；并且当分磁路上的分磁路叠片数量越多时，分磁效果越好，二次电流的功率越小，即可以采用增加或者减少分磁路叠片的数量的方式进行高精度速饱和输出电流调节。
11.于本发明的一实施例中，所述主磁路叠片由两组导磁硅钢片插接形成；当主磁路气隙间距越小时，导磁效果越好，因此可以通过调节主磁路气隙间距大小，对导磁效果进行有效控制；当分磁路气隙间距越小时，分磁效果越好，因此可以通过调节分磁路气隙间距大小，对分磁效果进行有效控制。
12.于本发明的一实施例中，所述u形磁路设置于闭合环形磁路的内侧或者外侧；当u形磁路设置于闭合环形磁路内侧时，分磁路的路径相对越较短，分磁效果较好，因此可以通过设置分磁路相对于主磁路的结构选择，对分磁效果进行有效控制。
13.于本发明的一实施例中，所述线圈的数量为1或者2；当线圈的数量为2时，能够增加绕线空间位置，在原有单线圈相同匝数的情况下，绕线空间位置可以加大漆包线导线的截面，从而降低漆包线每平方毫米的载流量，能够降低速饱和电流互感器的温升k值，因此可以通过设置线圈，对速饱和电流互感器的温升k值进行有效控制。
14.于本发明的一实施例中，所述分磁路叠片与主磁路叠片之间设置有黄铜片；当黄铜片的厚度越小时，分磁效果越好，因此可以通过增加或者减少黄铜片的厚度，对分磁效果进行有效控制。
15.于本发明的一实施例中，所述线圈上设置有u形屏蔽罩；当u形屏蔽罩的厚度越大时，磁路磁场被吸收部分越大，线圈输出的二次电流越小，因此可以采用增加或者减少u形屏蔽罩的厚度的方式进行高精度速饱和输出电流调节。
16.于本发明的一实施例中，：所述主磁路叠片的每片厚度为0.23mm-0.5mm，主磁路叠片的叠片数为8～12片。
17.于本发明的一实施例中，所述分磁路叠片的每片厚度为0.23mm-0.5mm，分磁路叠片的叠片数4～10片。
18.于本发明的一实施例中，所述黄铜片的每片厚度为0.2mm-0.4mm。
19.于本发明的一实施例中，所述u形屏蔽罩的每片厚度为1mm-3mm。
20.如上所述，本发明的一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器，具有以下有益效果：
21.1、本发明能够为智能型断路器提供可靠的工作电源，结构设计可以灵活组合，具有响应速度快、迅速饱和的特性。
22.2、本发明的分磁结构设计，可以达到最适宜的分磁效果，满足一次小电流启动电子控制器屏幕显示和电子控制器工作所需的电压，与此同时，能够限制一次大电流上升冲击，防止烧损电子控制器的电气元件。
23.3、本发明的分磁结构设计，可以调节速饱和灵敏度可以达到设计值，二次电流输出精度可以精确到设计值
±
5％内误差可控，调节功能方便，可以进行标准化、系列化、模块化，满足不同智能断路器负载的供电要求。
附图说明
24.图1显示为本发明实施例中公开的主磁路叠片的结构示意图。
25.图2显示为本发明实施例中公开的主磁路叠片的插接示意图。
26.图3显示为本发明实施例中公开的主磁路和分磁路的结构示意图。
27.图4显示为本发明实施例中公开的黄铜片的安装示意图。
28.图5显示为本发明实施例中公开的分磁路叠片的结构示意图。
29.图6显示为本发明实施例中公开的内主磁路的结构示意图。
30.图7显示为本发明实施例中公开的外主磁路的结构示意图。
31.图8显示为本发明实施例中公开的单线圈的安装示意图。
32.图9显示为本发明实施例中公开的双线圈的安装示意图。
33.图10显示为本发明实施例中公开的u形屏蔽罩的结构示意图。
34.图11显示为本发明实施例中公开的两个u形屏蔽罩开口向外的安装示意图。
35.图12显示为本发明实施例中公开的两个u形屏蔽罩开口向上的安装示意图。
36.图13显示为本发明实施例中公开的两个u形屏蔽罩开口向下的安装示意图。
37.图14显示为本发明实施例中公开的两个u形屏蔽罩开口向内的安装示意图。
38.图15显示为本发明实施例中公开的单线圈加整流电路的安装示意图。
39.图16显示为本发明实施例中公开的单线圈加整流电路的俯视图。
40.图17显示为本发明实施例中公开的单线圈加u形屏蔽罩以及整流电路的安装示意图。
41.图18显示为本发明实施例中公开的单线圈加u形屏蔽罩以及整流电路的俯视图。
42.元件标号说明
43.1-主磁路，1.1-主磁路叠片，1.11-导磁硅钢片，1.2-主磁路气隙间距；2-分磁路，2.1-分磁路叠片，2.2-分磁路气隙间距；3-线圈；4-黄铜片；5-u形屏蔽罩；6-整流电路。
具体实施方式
44.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
45.请参阅图1至图18。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
46.实施例一
47.请参阅图1、图2、图3，本发明提供一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器，所述速饱和电流互感器包括主磁路1、分磁路2以及设置于主磁路1上的线圈3；所述主磁路1为一个闭合环形磁路，所述分磁路2包括两个分离设置的u形磁路；所述主磁路1由若干主磁路叠片1.1叠加而成，所述分磁路2由若干主磁路叠片1.1和若干分磁路叠片2.1叠
加而成，请参阅图5；其中，所述主磁路叠片1.1的每片厚度为0.23mm-0.5mm，优选的，主磁路叠片1.1的叠片数为8-12片不等，根据设计要求选定，分磁路叠片2.1的每片厚度为0.23mm-0.5mm，分磁路叠片2.1的叠片数为4-10片不等，根据设计要求选定。
48.具体的，所述u形磁路设置于闭合环形磁路的外侧，当u形磁路设置于闭合环形磁路的外侧时，将主磁路1命令为内主磁路，请参阅图6。
49.具体的，所述主磁路1和分磁路2由两片导磁硅钢片1.11插接形成；当主磁路气隙间距1.2越小时，导磁效果越好，因此可以通过调节主磁路气隙间距1.2大小，对导磁效果进行有效控制；当分磁路气隙间距2.2越小时，分磁效果越好，因此可以通过调节分磁路气隙间距2.2大小，对分磁效果进行有效控制。
50.请参阅图8、图9，所述线圈3的数量为1或者2；当线圈3的数量为2时，能够增加绕线空间位置，在原有单线圈相同匝数的情况下，绕线空间位置可以加大漆包线导线的截面，从而降低漆包线每平方毫米的载流量，能够降低速饱和电流互感器的温升k值，因此可以通过设置线圈3，对速饱和电流互感器的温升k值进行有效控制。
51.实施例二
52.本发明提供一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器，所述速饱和电流互感器包括主磁路1、分磁路2以及设置于主磁路1上的线圈3；所述主磁路1为一个闭合环形磁路，所述分磁路2包括两个分离设置的u形磁路；所述主磁路1由若干主磁路叠片1.1叠加而成，所述分磁路2由若干主磁路叠片1.1和若干分磁路叠片2.1叠加而成。
53.其中，所述u形磁路设置于主磁路1内侧，当u形磁路设置于主磁路1内侧时，将主磁路1命名为外主磁路，请参阅图7，当线圈3装配在外主磁路上，由于分磁路2在主磁路1内部，由于外主磁路对应的分磁路2的路径比内主磁路对应分磁路2的路径短，分磁效果较好。
54.实施例三
55.本发明提供一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器，所述速饱和电流互感器包括主磁路1、分磁路2以及设置于主磁路1上的线圈3；所述主磁路1为一个闭合环形磁路，所述分磁路2包括两个分离设置的u形磁路；所述主磁路1由若干主磁路叠片1.1叠加而成，所述分磁路2由若干主磁路叠片1.1和若干分磁路叠片2.1叠加而成。
56.具体的，当分磁路叠片2.1设置于上方u形磁路的正面时，命名为1号分磁路叠片，当分磁路叠片设置于上方u形磁路的背面时，命名为2号分磁路叠片；当分磁路叠片设置于下方u形磁路的正面时，命名为3号分磁路叠片，当分磁路叠片设置于下方u形磁路的背面时，命名为4号分磁路叠片。
57.当分磁路2上设置有1号分磁路叠片和2号分磁路叠片时，分磁效果比分磁路上只设置有1号分磁路叠片的分磁效果好。
58.当分磁路上设置有1号分磁路叠片、2号分磁路叠片、3号分磁路叠片时，分磁效果比分磁路上只设置有1号分磁路叠片、2号分磁路叠片的分磁效果好。
59.当分磁路上设置有1号分磁路叠片、2号分磁路叠片、3号分磁路叠片、4号分磁路叠片时，分磁效果比分磁路上只设置有1号分磁路叠片、2号分磁路叠片、3号分磁路叠片的分磁效果好，即可以采用增加或者减少分磁路叠片2.1的数量的方式进行高精度速饱和输出电流调节。
60.具体的，所述分磁路叠片2.1的每片厚度为0.23mm-0.5mm，优选的，分磁路叠片2.1
的叠片厚度为4-10片不等，根据设计要求选定。
61.请参阅图4，所述分磁路叠片2.1与主磁路叠片1.1之间设置有黄铜片4，所述黄铜片4的每片厚度为0.2mm-0.4mm，优选的，所述黄铜片4的每片厚度为0.3mm；当黄铜片4的厚度越小时，分磁效果越好，因此可以通过增加或者减少黄铜片4的厚度，对分磁效果进行有效控制。
62.实施例四
63.一种用于断路器可以高精度调节的速饱和电流互感器，所述速饱和电流互感器包括主磁路1、分磁路2以及设置于主磁路1上的线圈3；所述主磁路1为一个闭合环形磁路，所述分磁路2包括两个分离设置的u形磁路；所述主磁路1由若干主磁路叠片1.1叠加而成，所述分磁路2由若干主磁路叠片1.1和若干分磁路叠片2.1叠加而成。
64.请参阅图10，所述线圈3上设置有u形屏蔽罩5，所述u形屏蔽罩5的每片厚度为1mm-3mm；所述u形屏蔽罩5由4个不同方向套入线圈3，请参阅图11、图12、图13、图14，能够对主磁路1进行4种不同大小的磁场吸收，达到控制线圈3输出二次电流的大小，并且根据产品需求选择u形屏蔽罩5的不同厚度，u形屏蔽罩5的厚度越大，磁路磁场被吸收部分越大，线圈3输出的二次电流越小，能够有效调节二次电流输出大小。
65.综上所述，本发明采用主磁路1和分磁路2结构形式，并且结合调节分磁路叠片2.1、u型屏蔽罩的结构，可以根据智能断路器的速饱和电流互感器不同设计产品要求灵活组合，达到满足产品要求，具有响应速度快、迅速饱和的特性；并且通过结构以及材料厚度选择，可以完美的进行分磁，满足智能断路器对自供电要求，具有精度可控、安装方便、温升k值低、无噪音的优势；与此同时，可以结合整流电路6实现相应的直流输出，请参阅图15、图16、图17、图18。
66.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。