一种组合式电流互感器

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种装于塑壳断路器内的组合式电流互感器。

背景技术

随着电力系统物联网的兴起，对断路器提出了具有在线电能测量功能的要求，因此需要在传统断路器的铁芯电流互感器基础上增加具有精确电流测量功能的互感器，对回路电流进行精确测量。为了使换代升级后的断路器不影响在与传统断路器配合的箱体内使用，所以断路器的尺寸需要进行严格控制，以能够装在原箱体内，因此增设的电流互感器如何合理设计，巧妙布置，以及如何与原有传统断路器中的铁芯电流互感器配合使用，便显得极为重要。

发明内容

基于上述背景，本发明提供一种组合式电流互感器，可有效解决上述问题，通过合理设计电流互感器及铁芯电流互感器的形状、尺寸，以及巧妙布置电流互感器与铁芯电流互感器的位置，使所述组合式电流互感器装于断路器内占用的体积最小，实现在传统断路器所具有的功能的基础上增加电能测量的功能。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种组合式电流互感器，至少包括第一电流互感器，还包括铁芯电流互感器和/或第二电流互感器，所述铁芯电流互感器的两端分别设有线圈，所述第一电流互感器设于所述两个线圈之间。所述第一电流互感器主要功能是为断路器的控制器提供高精度的电流测量信号，所述铁芯电流互感器主要功能是为断路器的脱扣器提供电源及电流保护信号或仅为断路器脱扣器提供电源。

优选的，所述第一电流互感器和/或所述第二电流互感器可与所述铁芯电流互感器的铁芯接触或非接触。

优选的，所述第一电流互感器和第二电流互感器分别设于所述铁芯电流互感器的铁芯的两侧。

优选的，所述第一电流互感器和/或所述第二电流互感器包括但不限于为电流互感器、Rogowski线圈或霍尔电流传感器。

优选的，所述第一电流互感器和/或第二电流互感器的外形为圆形、长方形或方形。

优选的，所述第一电流互感器与所述铁芯电流互感器和所述第二电流互感器中的至少一个共用同一母线。

优选的，所述第一电流互感器和所述第二电流互感器依次设置。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过优化第一电流互感器和铁芯电流互感器的形状、尺寸，使第一电流互感器设置在两端带有线圈的铁芯电流互感器的两个线圈内侧，占用空间最小，满足断路器的体积要求；

2、本发明通过优化第一电流互感器和铁芯电流互感器的相对位置，使组合式电流互感器所处的磁场稳定，受外界干扰小，有益于测量精度的提高；

3、本发明通过在铁芯电流互感器的铁芯两侧设置电流互感器，可使第一电流互感器，铁芯电流互感器，第二电流互感器共用同一母线，能实现断路器内布置科学合理，连接简便、可靠的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的第一实施例的组合式电流互感器的结构示意图。

图2是本发明的第一实施例的组合式电流互感器的另一角度结构示意图。

图3是本发明的第二实施例的组合式电流互感器的结构示意图。

图4是本发明的第三实施例的组合式电流互感器的结构示意图。

图5是本发明的第四实施例的组合式电流互感器的结构示意图。

图6是本发明的第五实施例的组合式电流互感器的结构示意图。

图7是本发明的组合式电流互感器的第一电流互感器和第二电流互感器的外形示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种第一实施例的装于塑壳断路器内的组合式电流互感器01，其组合式互感器01至少包括两个电流互感器，在本实施例中，所述组合式互感器01包括第一电流互感器10和铁芯电流互感器20，在本实施例中，所述第一电流互感器10和所述铁芯电流互感器20的数量分别为一个，所述第一电流互感器10和铁芯电流互感器20分别为中空的环状结构，所述铁芯电流互感器20包括铁芯201和两个线圈202，所述两个线圈202分别相对设于所述铁芯201的两端，所述铁芯电流互感器20的主要功能是为断路器的脱扣器提供电源及电流保护信号或仅为断路器脱扣器提供电源。所述第一电流互感器10设于所述两个线圈202之间，即所述第一电流互感器10设置在两端带有线圈的铁芯电流互感器20的两个线圈202的内侧，且所述第一电流互感器10的轴向与所述铁芯电流互感器20的线圈202的轴向垂直设置，所述第一电流互感器10的主要功能是为断路器的控制器提供高精度的电流测量信号，断路器的主回路母线可依次穿过所述第一电流互感器10和所述铁芯电流互感器20的中空部分，即：所述第一电流互感器10和所述铁芯电流互感器20共用同一母线。在本实施例中，所述组合式电流互感器01的第一电流互感器10设于所述铁芯电流互感器20两个线圈202之间，并与所述铁芯201的铁芯面接触，所述第一电流互感器10的轴向与所述线圈202的轴向垂直设置。所述第一电流互感器10的形式包括但不限于为电流互感器、Rogowski线圈或霍尔电流传感器。

需要说明的是，所述组合式互感器01中包含的互感器数量，对应位置关系，互感器具体形状及各个互感器功能在实际运用中根据不同的应用进行不同的设计，在此不做限制，具体详细说明如下：请参考图3所示，公开了第二实施例的组合式电流互感器01，所述组合式电流互感器01包括第一电流互感器10和铁芯电流互感器20，与第一实施例相同，本实施例的所述和铁芯电流互感器20包括铁芯201和两个线圈202，所述两个线圈202分别相对设于所述铁芯201的两端，所述第一电流互感器10设于所述两个线圈202之间，与第一实施例不同的是，本实施例的第一电流互感器10与所述铁芯电流互感器20两个线圈202之间的铁芯201不接触，二者之间设有一定的距离，从而可以增加两个互感器之间的电气间隙。

请参考图4所示，公开了第三实施例的组合式电流互感器01，本实施例在第一实施例的基础上增加了第二电流互感器30，所述第二电流互感器30与所述第一电流互感器10相对设置于所述铁芯电流互感器20的铁芯201的两侧，且分别位于所述铁芯电流互感器20的所述两个线圈202之间，所述第二电流互感器30与所述第一电流互感器10分别与所述铁芯电流互感器20的所述铁芯201的铁芯面接触。断路器的主回路导线可依次穿过所述第一电流互感器10、所述铁芯电流互感器20和所述第二电流互感器30。

请参考图5所示，公开了第四实施例的组合式电流互感器01，与第三实施例相同，本实施例的组合式电流互感器01包括第一电流互感器10和第二电流互感器30，所述第二电流互感器30与所述第一电流互感器10相对设置于所述铁芯电流互感器20的铁芯201的两侧，且分别位于所述铁芯电流互感器20的所述两个线圈202之间，与第三实施例不同的是，在本实施例中，所述第二电流互感器30与所述第一电流互感器10分别与所述铁芯电流互感器20的所述铁芯201的铁芯面不接触。

请参考图6所示，公开了第五实施例的组合式电流互感器01，在本实施例中，所述组合式电流互感器01仅包含第一电流互感器10及第二电流互感器30，所述第一电流互感器10和所述第二电流互感器30依次设置，断路器的主回路导线可依次穿过所述第一电流互感器10和所述第二电流互感器30。

请参考图7所示，所述第一电流互感器10的外形可为图中所示的圆形、长方形或正方形，同样的，所述第二电流互感器30的外形也可以为圆形、长方形或正方形。

在上述方案实施例中，第一电流互感器10可采用磁导率高的材料做磁芯，对小电流敏感且不易受外界磁场的干扰，适合对小电流段的精确测量，对断路器而言，测量范围一般在0.05In-1.2In，第二电流互感器30可采用不易磁饱和材料做骨架，进行线圈绕制，不易饱和，量程大，适合对大电流段的测量，用作断路器的保护，对断路器而言，测量范围一般在0.2In以上。

本发明所述的组合式电流互感器01根据断路器的不同应用，可以进行如下组合：

1、第一电流互感器10和具备电源及保护功能的铁芯电流互感器20的组合，如第一实施例和第二实施例所示的结构组合应用于电能测量精度高，电流保护精度不高的断路器；

2、第一电流互感器10、仅具备电源功能的铁芯电流互感器20及第二电流保护用互感器30的组合，如第三实施例和第四实施例的结构组合应用于电能测量精度高，电流保护精度高的断路器；

3、第一电流互感器10、和第二电流互感器30的组合，如第五实施例的结构组合应用于电能测量精度高，保护精度高并且有外部供电的断路器。

本发明通过优化第一电流互感器10和铁芯电流互感器20的形状、尺寸，使第一电流互感器10设置在两端带有线圈的铁芯电流互感器20的两个线圈内侧，占用空间最小，满足断路器的体积要求；通过优化第一电流互感器10和铁芯电流互感器20的相对位置，使组合式电流互感器01所处的磁场稳定，受外界干扰小，有益于测量精度的提高；通过在铁芯电流互感器20的铁芯的两侧分别设置第一电流互感器10和/或第二电流互感器30，可使第一电流互感器10、铁芯电流互感器20和/或第二电流互感器30共用同一母线，能实现断路器内布置科学合理，连接简便、可靠的目的。

以上仅为本发明的较佳实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。