CN109036819B - 双路集成可变比互感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双路集成可变比互感器，包括磁芯、初级线圈以及次级线圈，磁芯为实心磁芯，磁芯包括第一磁芯以及第二磁芯，第一磁芯和第二磁芯之间并列设置，次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，第一次级线圈和第二次级线圈设置在第一磁芯和第二磁芯之间，其特征在于：初级线圈包括第一初级线圈和第二初级线圈，第一初级线圈和第二初级线圈之间并列设置，第一初级线圈中包括第一部分线圈，第二初级线圈中包括第二部分线圈，第一部分线圈和第二部分线圈在第一磁芯和第二磁芯之间。本发明具有结构稳固、可以对双路待检测电路进行电压或电流信号采样、便捷调整电压或电流比的特点。

Description

双路集成可变比互感器

技术领域

本发明涉及电力电子设备检测技术领域，具体地说，是涉及一种双路集成可变比互感器。

背景技术

电力设备为了传输电路，往往采用交流电压、大电流回路把电路送往用户，无法用仪表直接测量。互感器的作用，就是将交流电压和大电流比按比例降到可以用仪表直接测量的数值。如图1所示，电流互感器包括初级一次线圈12、铁芯10、次级一次线圈14、初级电流I1以及次级电流I2。铁芯10是环状闭合结构，分为左半部分以及右半部分。初级一次线圈12环绕于铁芯10左半部分，且初级一次线圈12外串联接入电源线路。次级一次线圈14环绕于铁芯10右半部分，且次级一次线圈14外串联测量仪表或者检测电路，初级线圈有匝数N10、次级线圈有匝数N20，匝数N10小于匝数N20。工作时，电源线路端输入较大的一次电流I1，初级线圈12对电流I1进行采样后，通过交变磁通感应产生按匝数比例减少的次级电流I2，然后输出给外接的电流测量仪表，最后测量次级电流I2的大小数值通过根据匝数比确定的电流比来算出初级电流I1的数值，其中电流比为N20比N10。电压互感器结构与电流互感器结构类似，不同之处在于初级线圈12与外接电源线路并联以及次级线圈14与检测电压的仪表或电路并联连接，且初级线圈的匝数是N20,次级线圈的匝数为N10，匝数N10小于匝数N20，其中电压比为N20比N10。

由此可见，现有的互感器结构中线圈匝数固定，电压比或者电流比也固定，由于一次电流或电压是待检测电路的电路或电压，其数值可能在不同工作时期变化，对于电流或者电压互感器来说，可能出现二次电流或电压过小或者过大引起测量仪表检测精度不准或者烧坏的情况出现。且现有的互感器结构大多数为单路检测，无法进行对多路待检测电路的电压或者电流同时检测。

也有通过调整一次线圈或者二次线圈的方式来改变变比，例如中国发明专利申请CN201310204306.4就公开了一种通过在初级侧接线端连接一个初级线圈的导线，通过改变初级线圈的匝数来改变与次级线圈之间的匝数比，从而实现改变电流比或者电压比。但是在实际应用中操作不便捷，且增加了额外人力和经济上的成本。

还有中国发明专利申请CN200910095575.5公开了一种通过将2个相同的单元上下叠放在一起设置，构成集成式双电流互感器。但是这种直接叠放的方式使得其结构十分不稳固，上下单元互感器容易错位，无法在实际应用中使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构稳固、可以对两路待检测电路同时进行电压或电流信号采样、便捷调整电压或电流比的双路集成可变比互感器。

为了实现上述目的，本发明提供的双路集成可变比互感器，包括磁芯、初级线圈以及次级线圈，磁芯为实心磁芯，磁芯包括第一磁芯以及第二磁芯，第一磁芯和所述第二磁芯之间并列设置，次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，第一次级线圈和第二次级线圈设置在第一磁芯和第二磁芯之间，其特征在于：初级线圈包括第一初级线圈和第二初级线圈，第一初级线圈和第二初级线圈之间并列设置，第一初级线圈中包括第一部分线圈，第二初级线圈中包括第二部分线圈，第一部分线圈和第二部分线圈在第一磁芯和第二磁芯之间。

由上述方案可见，通过在第一磁芯以及第二磁芯之间的磁场范围内增加了2个初级线圈，使得2个初级线圈分别接收采样的电流或电压信号后进行电生磁形成的磁场能够与第一磁芯和第二磁芯的磁场形成2个闭合磁路，在加上第一磁芯与第二磁芯之间还有2个次级线圈，磁生电后通过2个次级线圈分别可以将采样后的电流或电压信号输出，使得可以形成2个互感器，这个2个互感器之间互相不干扰，可以对两路待检测电路同时进行电压或电流信号采样。

一个优选的方案是，第一磁芯设置有第一中心柱，第二磁芯设置有第二中心柱，第一中心柱以及第二中心柱相互粘接。

可见，第一磁芯与第二磁芯可以通过2个中心柱进行连接，并且可以在2个连接在一起的中心柱上环绕次级线圈。

进一步优选的方案是，互感器还包括骨架，骨架包括上表面、中部以及下表面，上表面以及中部在第一磁芯和第二磁芯之间。

可见，可以在中心柱的外面增加一个骨架便于次级线圈环绕在上面，且骨架可以起到连接和支撑的作用，防止次级线圈掉落。

进一步优选的方案是，上表面包括第一凹槽，第一凹槽与第一磁芯嵌合连接。

可见，骨架可以通过第一凹槽与第一磁芯连接，起到支撑作用，使得互感器结构稳固。

进一步优选的方案是，下表面包括第二凹槽，第二凹槽与第二磁芯嵌合连接。

可见，骨架可以通过第二凹槽与第二磁芯连接，使得互感器结构稳固。

进一步优选的方案是，第一次级线圈和第二次级线圈环绕设置在所述中部上，中部包括中心孔，中心孔穿过第一中心柱以及第二中心柱。

可见，次级线圈环绕在骨架的中部上，中心柱插入在骨架中部内，线圈依然在中心柱的磁场范围内，依然可以进行电磁感应。

进一步的方案是，下表面设置有第一座脚、第二座脚、第三座脚以及第四座脚，第一座脚、第二座脚、第三座脚以及第四座脚呈矩形排列，第一座脚设置有第一通孔，第二座脚设置有第二通孔，第三座脚设置有第三通孔，第四座脚设置有第四通孔。

可见，骨架通过四个座脚支撑，且还可以通过座脚上的通孔与互感器其他组件进行连接，进一步使得互感器结构稳固。

进一步的方案是，第一初级线圈包括第一线圈脚和第二线圈脚，第一线圈脚以及第二线圈脚并联设置。

可见，第一初级线圈有2个并联设置的线圈脚，通过线圈脚与其他组件进行连接，进一步使得互感器结构稳固。

进一步的方案是，第二初级线圈包括第三线圈脚以及第四线圈脚，第三线圈脚以及第四线圈脚并联设置。

可见，第二初级线圈有2个并联设置的线圈脚，通过线圈脚与其他组件进行连接，进一步使得互感器结构稳固。

更进一步的方案是，第一线圈脚穿过所述第一通孔，第二线圈脚穿过所述第二通孔，第三线圈脚穿过所述第三通孔，第四线圈脚穿过第四通孔。

可见，骨架通过座脚上的通孔与第一初级线圈和第二初级线圈的线圈脚连接固定，使得互感器结构更加稳固。

优选的，第一线圈脚上设置有第五信号引脚，第二线圈脚上设置有第六信号引脚，第三线圈脚上设置有第七信号引脚，第四线圈脚上设置有第八信号引脚，下表面还设有第一信号引脚、第二信号引脚、第三信号引脚以及第四信号引脚以及接地引脚。

可见，初级线圈之间以及次级线圈之间可以通过信号引脚的不同连接改变匝数比，从而实现便捷调整电压或电流比。

附图说明

图1是现有技术电流互感器的示意图。

图2是本发明双路集成可变互感器实施例的结构分解图。

图3是本发明双路集成可变互感器实施例的第一视角结构图。

图4是本发明双路集成可变互感器实施例的第二视角结构图。

图5是图4中的A-A方向的剖面图。

图6是本发明双路集成可变互感器实施例的第三视角结构图。

图7是本本发明双路集成可变互感器实施例的电气原理示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图2至图5，本实施例的双路集成可变比互感器包括第一次级线圈2、第二次级线圈4、第一磁芯20、第一中心柱21、第一凸起23、第二凸起24、第三凹槽25、第四凹槽27、第二磁芯30、第二中心柱31、第三凸起33、第四凸起35、第五凹槽37、第六凹槽38、第一初级线圈40、第一部分线圈41、第一线圈脚42、第二线圈脚43、第五信号引脚85、第六信号引脚86、第二初级线圈45、第二部分线圈46、第三线圈脚47、第四线圈脚48、第七信号引脚87、第八信号引脚88、磁芯柱5、骨架50、上表面51、第一凹槽52、中部53、中心孔54、下表面55、第二凹槽56、第一座脚61、第二座脚62、第三座脚63、第四座脚64、次级线圈保护盒70、第一绝缘套管72、第二绝缘套管74、第一信号引脚81、第二信号引脚82、第三信号引脚83以及第四信号引脚84以及接地引脚89。

其中，第一磁芯20与第二磁芯30是一对E型的实心磁芯，呈并列横向设置。第一磁芯20包括有第一凸起23、第二凸起24、第一中心柱21、第三凹槽25以及第四凹槽27，第二磁芯30有第三凸起33、第四凸起35、第二中心柱31、第五凹槽37以及第六凹槽38，第三凹槽25和第四凹槽27之间存在有第一腔体，第五凹槽37与第六凹槽38之间有第二腔体，第一中心柱21与第二中心柱31通过胶水等材料粘接在一起形成一个磁芯柱5，且第一凸起23与第三凸起33之间以及第二凸起24与第四凸起35之间也通过胶水等材料固定粘接在一起，使得第一磁芯20与第二磁芯30之间稳固连接。

第一初级线圈40与第二初级线圈45是一对并列竖向设置的半开线圈，比如呈U型，匝数值为正常闭合线圈的一半。第一初级线圈40包括有第一部分线圈41、第一线圈脚42以及第二线圈脚43，第二初级线圈45包括有第二部分线圈46、第三线圈脚47以及第四线圈脚48，第一部分线圈41在第三凹槽25和第四凹槽27之间的第一腔体内、第二部分线圈46在第五凹槽37与第六凹槽38之间的第二腔体内，其中，第一线圈脚42和第二线圈脚43是并列设置的，第三线圈脚47和第四线圈脚48是并列设置的。可见，给第一初级线圈40通电后，第一部分线圈41的磁场与磁芯柱5的磁场之间可以形成闭合的磁路，给第二初级线圈45通电后，第二部分线圈46的磁场与磁芯柱5的磁场之间也可以形成闭合的磁路，且两个磁路之间互不干扰。进一步的，设置有第一线圈保护壳盒套在第一初级线圈40外，并将第一部分线圈41覆盖住，第一绝缘套管72呈U形，且设置有第二绝缘套管74套在第二初级线圈45上并将第二部分线圈46覆盖住，第二绝缘套管74呈U型，第一绝缘套管72与第二绝缘套管74呈并列竖向设置。更进一步的，第一线圈脚42上设置有第五信号引脚85、第二线圈脚43上设置有第六信号引脚86、第三线圈脚47上设置有第七信号引脚87、第四线圈脚48上设置有第八信号引脚88，其中，采用贴片的方式将信号引脚固定在线圈脚上，优选的，第五信号引脚85以及第六信号引脚86是第一初级线圈40的信号输入输出端，第七信号引脚87以及第八信号引脚88是第二初级线圈45的信号输入输出端。

骨架50包括有上表面51、中部53以及下表面55，上表面51、中部53以及下表面55从上到下依次连接。其中，上表面51设置有第一凹槽52，第一磁芯20从上至下的方向嵌入第一凹槽52中，下表面55设置有第二凹槽56，第二磁芯30从下至上的方向嵌入所述第二凹槽56中，使得骨架50同时与第一磁芯20以及第二磁芯30连接，使得骨架50相当于第一磁芯20与第二磁芯30之间的连接件，使得互感器的结构更加稳固。

中部53设置有中心孔54，第一中间柱21可以从上至下穿过第一凹槽52插入中心孔54中，第二中间柱31可以从下至上穿过第二凹槽56插入中心孔54中，相当于磁芯柱5插入在中部53内，优选的，中部53上设置有与次级线圈对应的环绕槽，第二次级线圈4以及第二次级线圈4可以分别通过相应的环绕槽可以环绕在中部53上面，使得线圈不易掉落，且线圈还在磁芯柱5的磁场范围内，依然可以进行与磁场间的电磁感应。中部53外还设有次级线圈保护盒70，次级线圈保护盒70将中部53上的线圈覆盖住，用于保护第一次级线圈2以及第二次级线圈4。

下表面55还设置有4个向外延伸的座脚，分别是第一座脚61、第二座脚62、第三座脚63以及第四座脚64，这4个座脚呈矩形排列，起到对支撑骨架50支撑的作用。参见图6，第一座脚61上设有第一通孔66、第二座脚62上设有第二通孔67、第三座脚63上设有第三通孔68以及第四座脚64有第四通孔69，通过第一线圈脚42穿过第一通孔66、第二线圈脚43穿过第二通孔67使得下表面55与第一初级线圈40之间进行连接固定，进一步使得互感器的结构稳固，通过第三线圈脚47穿过第三通孔68、第四线圈脚48穿过第四通孔69使得下表面55与第二初级线圈45进行连接固定，更近一步的使得互感器的结构稳固。

下表面55还设有第一信号引脚81、第二信号引脚82、第三信号引脚83以及第四信号引脚84以及接地引脚89，第一信号引脚81、第二信号引脚82、第三信号引脚83以及第四信号引脚84以及接地引脚89并列设置，参见图6所示，第一信号引脚81以及第二信号引脚82在第一座脚61与第三座脚63之间，第三信号引脚83、第四信号引脚84以及接地引脚89在第二座脚62以及第三座脚63之间。进一步的，第一信号引脚81、第二信号引脚82、第三信号引脚83、第四信号引脚84、第五信号引脚85、第六信号引脚86、第七信号引脚87以及第八信号引脚88在同一平面上。其中，其第一信号引脚81以及第二信号引脚82是第一次级线圈2的信号输出端、第三信号引脚83以及第四信号引脚84是第二次级线圈4的信号输出端，接地引脚89一端接地另外一端与第一次级线圈2以及第二次级线圈4分别连接用于保护线圈电路。

参见图7，包括第一初级侧6、第二初级侧7、第一次级侧8、第二次级侧9、磁芯柱5，第一初级侧6包括第一初级线圈40、第五信号引脚85、第六信号引脚86，第二初级侧7包括第二初级线圈45、第七信号引脚87、第八信号引脚88，第一次级侧8包括第一次级线圈2、第一信号引脚81、第二信号引脚82、第二次级侧9包括第二次级线圈4、第三信号引脚83、第四信号引脚84。其中，由于磁芯柱5的磁场可以分别与通电后第一初级线圈40的磁场以及通电后第二初级线圈45的磁场进行闭合磁路，所以第一初级侧6可以与第一次级侧8次级侧或者第二次级侧9之间形成一个如图1所示的互感器，第二初级侧7可以与第一次级侧8次级侧或者第二次级侧9之间形成另一个如图1所示的互感器，且2个互感器之间互不干扰进一步实现了双路集成互感器，可以同时对2路待检测电路进行电压或者电路信号采样，并且可以将采样后的信号输出给检测仪表。

其中，第一初级线圈40和第二初级线圈45可以采用铜条制成，第一次级线圈2和第二次级线圈4可以采用漆包线制成。第一初级线圈40有匝数N1、第二初级线圈45有匝数N2、第一次级线圈2有匝数N3、第二次级线圈4有匝数N4，本发明双路集成互感器实施例用作电流互感器工作时，由于电流互感器的初级线圈的匝数要小于次级线圈的匝数，将匝数N1设置为1、 匝数N2设置为1、匝数N3设置为100、匝数N4设置为500。其中，由于第一初级线圈40以及第二初级线圈45是半开线圈，匝数值为闭合线圈的一半，双路采样时，可以实现200：1或者1000:1的电流比。单路采样时，将第五信号引脚85与第七信号引脚87串联可以实现100:1或500:1的电流比；将第二信号引脚82与第四信号引脚84串联可以实现1200:1的电流比；第五信号引脚85与第六信号引脚86串联的同时将第二信号引脚82与第七信号引脚87串联，可以实现600：1的电流比。本发明双路集成互感器实施例用作电压互感器工作时，由于电压互感器的初级线圈的匝数要大于次级线圈的匝数，将匝数N1设置为100、 匝数N2设置为500、匝数N3设置为1、匝数N4设置为1，双路采样时，可以实现200：1或者1000:1的电压比；单路采样时，将第五信号引脚85与第七信号引脚87串联可以实现 100:1或500:1的电压比；将第二信号引脚82与第四信号引脚84串联可以实现1200:1的电压比；第五信号引脚85与第六信号引脚86串联的同时将第二信号引脚82与第七信号引脚87串联，可以实现600：1的电压比。

本实施例不仅可以实现对单、双路待检测电路进行电压或电流的信号采样，还可以通过调节次级线圈的匝数实现多种不同电压或电流比的调节。

由上述可知，本发明双路集成可变互感器实施例可以实现双路集成对单、双路待检测电路进行电压或电流的信号采样，还可以实现多种不同电压或电流比的调节，还通过骨架作为核心部件使得第一磁芯、第二磁芯、第一初级线圈以及第二初级线圈之间连接起来，使得本发明结构稳固，可以直接在实际中应用。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，任一采用上述第一磁芯、第二磁芯、第一初级线圈以及第二初级线圈的连接关系达到双路或者多路集成和可调整电压比或电流比的类似效果均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.双路集成可变比互感器，包括磁芯、初级线圈以及次级线圈，所述磁芯为实心磁芯，所述磁芯包括第一磁芯以及第二磁芯，所述第一磁芯和所述第二磁芯之间并列设置，所述次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一次级线圈和第二次级线圈设置在所述第一磁芯和所述第二磁芯之间，其特征在于：

所述初级线圈包括第一初级线圈和第二初级线圈，所述第一初级线圈和所述第二初级线圈之间并列设置，所述第一初级线圈中包括第一部分线圈，所述第二初级线圈中包括第二部分线圈，所述第一部分线圈和所述第二部分线圈在所述第一磁芯和所述第二磁芯之间;

所述第一初级线圈包括第一线圈脚和第二线圈脚，所述第一线圈脚以及所述第二线圈脚之间并联设置；所述第二初级线圈包括第三线圈脚以及第四线圈脚，所述第三线圈脚以所述及第四线圈脚之间并联设置；其中，所述初级线圈之间以及所述次级线圈之间通过信号引脚的不同连接改变匝数比以实现调整电压或电流比;

所述第一初级线圈与所述第二初级线圈是一对竖向设置的半开线圈，所述第一初级线圈与所述第二初级线圈的匝数值为正常闭合线圈的一半。

2.根据权利要求1所述的双路集成可变比互感器，其特征在于：

所述第一磁芯设置有第一中心柱，所述第二磁芯设置有第二中心柱，所述第一中心柱以及所述第二中心柱相互粘接。

3.根据权利要求2所述的双路集成可变比互感器，其特征在于：

所述互感器还包括骨架，所述骨架包括上表面、中部以及下表面，所述上表面以及所述中部在所述第一磁芯和所述第二磁芯之间。

4.根据权利要求3所述的双路集成可变比互感器，其特征在于：

所述上表面包括第一凹槽，所述第一凹槽与所述第一磁芯嵌合连接。

5.根据权利要求4所述的双路集成可变比互感器，其特征在于：

所述下表面包括第二凹槽，所述第二凹槽与所述第二磁芯嵌合连接。

6.根据权利要求5所述的双路集成可变比互感器，其特征在于：

所述第一次级线圈和所述第二次级线圈分别环绕设置在所述中部上，所述中部包括中心孔，所述中心孔穿过所述第一中心柱以及所述第二中心柱。

7.根据权利要求3至6任一项所述的双路集成可变比互感器，其特征在于：

所述下表面设置有第一座脚、第二座脚、第三座脚以及第四座脚，所述第一座脚、第二座脚、第三座脚以及第四座脚呈矩形排列，所述第一座脚设置有第一通孔，所述第二座脚设置有第二通孔，所述第三座脚设置有第三通孔，所述第四座脚设置有第四通孔。

8.根据权利要求7所述的双路集成可变比互感器，其特征在于：

所述第一线圈脚穿过所述第一通孔，所述第二线圈脚穿过所述第二通孔，所述第三线圈脚穿过所述第三通孔，所述第四线圈脚穿过第四通孔。