[发明专利]一种电流互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流互感器，尤其涉及一种为电子部件提供能量的电流互感器。

背景技术

电流互感器是依据电磁感应原理进行电流转换的部件，广泛应用在电力系统中，起变流和电气隔离的作用。电流互感器由闭合铁芯和绕组组成，绕组包括一次侧和二次侧绕组，一次侧绕组串接在一次回路中，二次侧绕组串接在负载回路中。根据用途可大致分为测量用电流互感器、保护用电流互感器，取能用电流互感器等。

电子式断路器用电流互感器一般要同时完成电流检测和为电子部件供电的任务，目前大多数断路器产品中采用一只电流互感器来同时完成上述两项功能。采用单电流互感器尚存在一些问题：在电流较小时，因供电能量不足导致电子部件无法正常工作；当电流较大时，如超过10倍额定电流，则由于互感器铁芯饱和使采样电流的波形发生畸变，从而产生线性失真，可能引起电子部件对运行状态的误判断，导致断路器发生误动或拒动。为解决单电流互感器存在的缺陷，新一代断路器采用双电流互感器技术，即融合了用于供电的取能电流互感器和用于测量的空心电流互感器，这样可以实现较小一次电流到极大短路电流的精确测量。但是双电流互感器中的取能用电流互感器也存在两个主要问题：1，取能用电流互感器利用电磁感应原理，将一次侧大电流变成二次侧小电流为断路器的电子部件供电。由于电子部件的消耗是稳定的或者变化很小，所以随着一次侧电流的增大，互感器提供的多余能量将由电子部件和互感器本身来消耗，这样在一次侧电流较大时互感器会出现严重的发热问题。2，当一次侧电流较大时，例如在短路的情况下，互感器的铁芯会饱和，磁通量不再变化，此时二次侧绕组会产生幅值很高的窄脉冲电压，导致电子部件的电源电路取能的时间很短，不能获取到足够的能量，影响对电子部件的供电。

常用的限制二次侧电流过大的方法是在闭合铁芯的磁路中开一个气隙，但开气隙的闭合铁芯电感降低过多，只能在较大的一次测电流下工作，当一次侧电流较小时，二次侧提供的电能不足以使负载电子部件正常工作。一份中国发明专利申请（申请号为200910176191.6，申请日为2009-09-25，公开号为CN101685725A，公开日为2010-03-31）公开了一种限制二次侧电流过大的方法，该方案通过互感器铁芯加磁分路的形式来分流大电流情况下的磁通，但上述专利的铁芯形状复杂、加工比较困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、加工方便的电流互感器，该电流互感器能在较大范围的一次测电流条件下正常工作，且在一次侧电流过大时能有效抑制二次侧电流的过快增长，增加电子部件的取能时间，避免互感器过热的安全隐患。

本发明的电流互感器采用以下技术方案：

一种电流互感器，包括与一次回路耦合连接的闭合铁芯，以及至少一个绕制在所述

闭合铁芯上的二次线圈，所述闭合铁芯上有至少一个凹槽，使凹槽处铁芯的截面积小于所述闭合铁芯的平均磁路截面积。

进一步地，所述闭合铁芯上有至少两个凹槽。

根据本发明构思，还可得到一种断路器如下：

一种断路器，包括用于给断路器中其它电子部件供能的电流互感器，所述电流互感器，包括与一次回路耦合连接的闭合铁芯，以及至少一个绕制在所述闭合铁芯上的二次线圈，所述闭合铁芯上有至少一个凹槽，使凹槽处铁芯的截面积小于所述闭合铁芯的平均磁路截面积。

采用上述技术方案，当一次侧电流较小时，凹槽不产生影响，互感器通过电磁感应在二次线圈中感生出小电流，给接在二次线圈上的电子部件（即负载）正常供电；当一次侧电流较大时，由于凹槽处截面积较小，凹槽处的磁通先达到饱和，此时闭合铁芯的磁路相当于开了气隙，提高了抗饱和能力，从而可在更大的电流范围内工作。且随一次侧电流的增加，二次侧电流的变化较平稳，可以为负载提供时间更长、更稳定的电能供应。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明与现有技术的磁化曲线对比示意图；

图3为本发明第一实施例中闭合铁芯的结构示意图；

图4为本发明第二实施例中闭合铁芯的结构示意图；

图5为本发明第三实施例中闭合铁芯的结构示意图；

图6为本发明第四实施例中闭合铁芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

本发明的电流互感器，包括与一次回路耦合连接的闭合铁芯，以及至少一个绕制在所述闭合铁芯上的二次线圈，所述闭合铁芯上有至少一个凹槽，使凹槽处铁芯的截面积小于所述闭合铁芯的平均磁路截面积。