给电子装置供电用电流互感器制造方法及图纸

一种给低压断路器的电子装置供电用电流互感器，包含一次和二次线圈的闭合主磁路，第二铁芯磁路与主磁路相互独立，它靠近主磁路上装有供电二次线圈的一侧，并且与主磁路保持一定的间隙，当流过供电二次线圈的电流超过所述电子装置正常工作所需电流时，该间隙的厚度可变小，使第二铁芯磁路的开口的两端可朝向主磁路动态移动。本发明专利技术采用双磁路和可变垂直间隙的结构，通过合理的调整主磁路对第二铁芯磁路的吸力与对第二铁芯磁路所施加的反力的关系，能够在一个从常态到非常态的宽的一次电流范围内得到一个性能更优良的尽可能低的二次电流输出，特别是在一次电流大于等于０．３Ｉｎ时就能得到稳定输出的二次电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种给电子装置供电用的电流互感器，更具体地说，涉及为低压断路器的电子脱扣器(ETU)供电用的电流互感器。
技术介绍
带电子脱扣装置的低压断路器，由电流检测装置监测一次主回路电流，产生与主回路电流大小相对应的信号，输出给电子脱扣装置进行采样，电子脱扣装置根据信号大小进行计算处理，当超出保护门限值时，发出指令驱动脱扣机构，使断路器断开一次主电路。电子脱扣器需要电力供应，如果直接从一次电网接入，则一是电气隔离无法做到很好，另外，当电网发生短路故障时，电源电压将大幅跌落，导致电子脱扣器无法正常工作和执行脱扣动作。因此，通常的做法是采用电流互感器从一次主回路汲取能量，电能来自于流过导体的电流，电流互感器二次线圈中的感应电流供应给电子脱扣器工作，这种给断路器的电子脱扣器供电用电流互感器也称为自生电源。根据2009年10月1日实施的GB/T22710-2008低压断路器用电子式控制器的标准要求，控制器具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时三种基本保护功能和若干附加保护功能。该标准规定了的控制器包括信号采集单元(包含电流传感器)、处理和执行单元(包含脱扣元件)，并至少应具有一个由被保护线路能量产生的自生电源。在无辅助电源情况下，低压断路器用电子式控制器一般通过电流互感器感生一次侧电流能量而工作。就控制器的过载长延时基本保护功能而言，它的过载保护电流值可调，最小可设置为0.4In，而接地故障保护作为附加保护功能，某些情况最小要求设置到0.2In，控制器必须能够可靠保护，因此，目前很多控制器设计的工作条件要求当一次电流达到0.2In时，控制器必须可靠地工作，而供电用电流互感器的设计必须满足控制器实现其基本保护功能和所需附加保护功能的工作条件。然而，作为自生电源的电流互感器一般为带铁芯的电流互感器。在一定范围内，铁芯互感器的输入和输出基本是成线性的，其二次电流是随一次电流的变化而变化的，正常情况下，当一次电流达到其启动电流后，电流互感器此时所感生的能量足以维持控制器的可靠工作，即控制器的功耗是一定的，当一次电流再增大，给电子脱扣器供电的电流互感器所感应过来的能量将远远超过电子脱扣器正常工作所需的能量，需要将多余的能量通过其他方式予以消耗掉，尤其是在主电路出现短路情况下，一次电流在瞬间的波动很大，而要保证电子控制器的可靠工作，却要求二次电流相对于大的一次电流范围能相对稳定。因此，当电流互感器的二次输出满足控制器工作所需后，如何在一个从常态到非常态的宽的一次电流范围内获得一个尽可能低的二次电流输出，是这种电流互感器设计面临的一个顾此失彼的难以解决的问题。当前，最常用的供电用电流互感器方案有两种：一种是将冲制好的铁芯硅钢片叠厚成一个封闭的铁芯磁环路，磁阻很小，其中铁芯截面相对要小的底边穿过供电二次线圈。其一次穿芯导体通过电流时，在铁芯中所建立的磁通绝大部分会通过供电二次线圈所环绕的铁芯。一次电流较大时，需要额外增加耗能装置，从而导致产品体积大，生产成本增加。另一种是在供电二次线圈所环绕的那段铁芯一侧再并联一铁芯支磁路，通过并联-->支路将主磁路分成两个平行的分磁路，则必有部分磁通会流过支磁路，从而减少了流过供电二次线圈所环绕铁芯的磁通量，即降低了供电二次线圈的输出。一种采用了这样的支磁路设计的自生电源例如由美国专利US5726846和US7145421所公开，因此不必再额外增加耗能装置。上述两种已有形式的第二铁芯磁路虽然在电流变大时能分流走部分第一铁芯磁路中的磁通，但由于支磁路具有恒定宽度的固定间隙，供电二次线圈输出仍会随一次穿芯导体中流过的电流增大而有较大增长，无法对第一铁芯磁路的磁通量继续增大做出动态响应，二次电流随一次电流增大的波动仍然很大。为了在短路的情况下使具有次级线圈的支磁路达到磁饱和，同时减少从次级线圈流出的二次电流随一次电流变化的波动，中国专利申请CN101685725A公开了一种通过间隙随初级电流大于额定电流的变化其磁路发生变化，以使并联支磁路里出现的磁阻自动变小而限制次级线圈输出的方案。但由于所述的间隙平行于磁路，导致驱动间隙变小所需的磁力很大，故而只能在一次电流大于所述的断路器的额定电流的情况下，特别是在发生短路的情况下，所述附加的磁阻(间隙)均在初级电流大于所述断路器额定电流的情况下才变化，而在一次电流小于或等于额度电流的情况下，该间隙不能变小，并联支路不产生任何作用，因而采用CN101685725A的电流互感器，其输出的二次电流进入相对稳定状态所对应的一次电流至少大于额定电流1In，这种方案只能用在一次电流大于断路器的额定电流的情况下，不但不能起到保证所述控制器可靠工作所需的输出尽可能低的二次电流的作用，而且不符合生产实际和市场的需要。并且，由于该自生电源的并联支路由舌状连片的自由端部相互搭接组成，将间隙设置在构成磁路的相邻两个上、下层叠的磁性舌状薄片式连片之间，这样间隙两侧的每一侧的舌状连片横截面的截面积最多不能超过主磁路横截面的截面积的一半，这使得该并联支路最多只能分走主磁路中不到一半的磁通量，使该已有技术想通过间隙变小而减小并联支路里的磁阻来解决大电流情况下耗能问题的技术效果受到限制。况且，该已有技术将间隙变小所需的一次电流的设定条件相同于次级线圈的支路达到磁饱和所需一次电流的设定条件，二者的设定条件都是大于额定电流，可见，间隙变小的动作过程是发生在次级线圈的支路已处于磁饱和的状态下，这样的磁分路结构的实际效果不令人满意。此外，由于其间隙磁路位于中间，与环绕通电导体用于检测电流的空芯线圈有重叠，所以间隙磁路的漏磁将会对空芯线圈信号产生干扰，影响电流检测精度。因此，目前为了保证低压断路器的电子脱扣器能够可靠操作，人们迫切需要一种新式自生电源，使电子脱扣器不仅在一次电流远低于额定电流In的情况下即能正常启动工作，并且在一次电流超过额定电流In时也能正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述诸多缺陷，提供一种给电子装置供电用电流互感器，当穿过互感器的一次电流大于断路器的电子控制器要求的启动工作点时，第二铁芯磁路能对第一铁芯磁路磁场增大做出动态响应，从而在一次电流远低于额定电流In和超过额定电流In的情况下，都能得到更优于上述各已有技术的二次输出曲线，保证低压断路器的电子脱扣器能够可靠操作，达到平缓供电二次线圈电流输出曲线的目的，且无需再外加耗能装置。本专利技术的给电子装置供电用电流互感器包括：-->一个围绕一次穿芯导体21的具有封闭环形的独立的第一铁芯磁路11和至少一个装配在第一铁芯磁路11一侧上的供电二次线圈31，所述的供电用电流互感器还包括一个与所述的第一铁芯磁路11分离的独立的开口的第二铁芯磁路41，所述的第二铁芯磁路41靠近第一铁芯磁路11上装有供电二次线圈31的一侧，且与第一铁芯磁路11之间设有间隙，当流过供电二次线圈31的电流超过所述电子装置正常工作所需电流值时，所述的保持在两个分离磁路11，41之间的间隙的厚度变小，使第二铁芯磁路41的开口的两端朝向第一铁芯磁路11动态移动。所述的第二铁芯磁路41的开口的两端位于第一铁芯磁路11外，且位于所述供电二次线圈31的两侧，所述的开口的两端与第一铁芯磁路11之间分别具有第一间隙1和第二间隙2。所述第一间隙1和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种给电子装置供电用电流互感器，包括一个围绕一次穿芯导体（２１）的具有封闭环形的独立的第一铁芯磁路（１１）和至少一个装配在第一铁芯磁路（１１）一侧上的供电二次线圈（３１），其特征在于：还包括一个与所述的第一铁芯磁路（１１）分离的独立的开口的第二铁芯磁路（４１），所述的第二铁芯磁路（４１）靠近第一铁芯磁路（１１）上装有供电二次线圈（３１）的一侧，且与第一铁芯磁路（１１）之间设有间隙，当流过供电二次线圈（３１）的电流超过所述电子装置正常工作所需电流值时，所述的保持在两个分离磁路（１１，４１）之间的间隙的厚度变小，使第二铁芯磁路（４１）的开口的两端朝向第一铁芯磁路（１１）动态移动。

【技术特征摘要】
1.一种给电子装置供电用电流互感器，包括一个围绕一次穿芯导体(21)的具有封闭环形的独立的第一铁芯磁路(11)和至少一个装配在第一铁芯磁路(11)一侧上的供电二次线圈(31)，其特征在于：还包括一个与所述的第一铁芯磁路(11)分离的独立的开口的第二铁芯磁路(41)，所述的第二铁芯磁路(41)靠近第一铁芯磁路(11)上装有供电二次线圈(31)的一侧，且与第一铁芯磁路(11)之间设有间隙，当流过供电二次线圈(31)的电流超过所述电子装置正常工作所需电流值时，所述的保持在两个分离磁路(11，41)之间的间隙的厚度变小，使第二铁芯磁路(41)的开口的两端朝向第一铁芯磁路(11)动态移动。2.根据权利要求1所述的给电子装置供电用电流互感器，其特征在于，所述的第二铁芯磁路(41)的开口的两端位于第一铁芯磁路(11)外，且位于所述供电二次线圈(31)的两侧，所述的开口的两端与第一铁芯磁路(11)之间分别具有第一间隙(1)和第二间隙(2)。3.根据权利要求1所述的给电子装置供电用电流互感器，其特征在于，所述的第二铁芯磁路(41)上带有弹性元件(51)，改变所述间隙的厚度的驱动力由该弹性元件(51)和第一铁芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡应龙，徐泽亮，向洪岗，田晓康，
申请(专利权)人：上海诺雅克电气有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]