[发明专利]组合转换器装置和开关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合转换器装置和一种具有这种组合转换器装置的开关设备。

背景技术

由现有技术已知具有电子触发器的开关设备，开关设备每个相位有带铁心的电流变换器和罗高夫斯基线圈。铁心的电流变换器用于电子触发器的电源。罗高夫斯基线圈的输出电压，与罗高夫斯基线圈围绕的导体内电流的时间导数成比例。根据所述输出电压，获知电子触发器导体内的电流随时间的变化过程。下文将所述由带铁心的电流变换器与罗高夫斯基线圈构成的组合称为组合转换器。组合转换器通常在额定电流大约从25A至6300A范围内以及电流的测量可以在几安培至大于100kA范围内的低压断路器中使用。其中为断路器的每个相位使用自己带外壳的组合转换器。通过起隔离元件作用的外壳，一方面在各相位之间，以及另一方面在相位与电子触发器之间，保持必要的空气隙和漏电路径。此外，这种结构方式还能根据所涉及的究竟是两极、三极还是四极的设计方案，灵活地配备断路器和组合转换器。

发明内容

本发明要解决是技术问题是，能最充分地利用在开关设备中可提供使用于安装组合转换器的安装空间。所述技术问题通过按一种组合转换器装置或通过一种开关设备得以解决。

本发明的核心思想是，多个组合转换器安置在一个公共的外壳内，并由此制成多极的组合转换器模件。本发明可特别有利地在低压范围内使用。尤其是，采用按本发明的组合转换器装置，可以实现通过电子触发器内部供电的低压断路器，在所述低压断路器中，通过使用罗高夫斯基线圈以及由此可达到的高的电流测量精度，不仅可以实现非常准确的保护功能，例如过载和短路保护，而且也可以实现非常精确的测量功能，例如测量和显示电流，以及与分压抽头相结合，测量有效功率、无功功率和视在功率。

因为断路器的保护功能必须不仅在内部供电断路器多相工作时而且在其单相工作时有效，所以为了电子触发器的供电，可考虑使用仅有一个铁磁性材料制的磁芯，例如铁心的电流变换器。为了不饱和并因而无失真地测量通过断路器主电流通路的初级电流，最好使用罗高夫斯基线圈。罗高夫斯基线圈是用于测量交变电流的线圈，没有铁磁性的芯。按本发明优选的实施形式，两个线圈有环形芯。由此可以尽最大可能利用开关设备中存在的安装空间或由外壳相应地规定的盛放腔。同时，所述芯的环形使电流变换器和罗高夫斯基线圈在外壳内可以特别简单和更加可靠地定位。

为此目的，按本发明优选的实施形式，外壳对于每个相位有一个磁性元件。每个磁性元件有一个贯通的内腔，以及用作电流变换器和罗高夫斯基线圈的支架。在最终装配状态，各自的导体穿过磁性元件并因而也穿过电流变换器和罗高夫斯基线圈的最好环形的芯。若不仅对于电流变换器和罗高夫斯基线圈的芯，而且对于磁性元件均选择圆形横截面，例如磁性元件设计为内部空心结构形式的圆顶，则为了装配电流变换器，只须套插在磁性元件上和在必要时固定在那里。磁性元件的圆形横截面，与尤其在低额定电流的低压断路器中母线的大多圆形导体横截面相匹配。然而将磁性元件有利地设计为，使矩形横截面的导体也能穿过外壳。

有利地，在电流变换器与罗高夫斯基线圈之间设置定距元件。最好用传热和/或不导电的塑料制成的例如圆盘形定距元件，防止电流变换器与罗高夫斯基线圈接触。因为罗高夫斯基线圈和电流变换器的线圈绕组的直径彼此明显不同，所以定距元件同时也用作保护元件，它防止两个绕组对向的机械或电磁相互作用。

按本发明另一种实施形式，必要时除了在电流变换器与罗高夫斯基线圈之间设置的定距元件外，还在电流变换器和/或罗高夫斯基线圈外侧设置定距元件。此定距元件同样起保护绕组的作用。

按本发明另一种有利的实施形式，在电流变换器与罗高夫斯基线圈之间和/或在电流变换器和/或罗高夫斯基线圈外侧设置的定距元件满足多重功能。例如至少其中一个定距元件同时用于将电流变换器和罗高夫斯基线圈固定在它们的装入位置，尤其从电流变换器和/或罗高夫斯基线圈套插在磁性元件上的时刻起，直至外壳用填料充填，如后面详细说明的那样。为此目的，所述定距元件配备有连接元件，优选地设计为夹紧、固锁或卡扣元件等，它们与装配元件或与设在装配元件上相应的连接元件配合作用。

按本发明另一种有利的实施形式，为电流变换器和/或罗高夫斯基线圈配设的定距元件具有固定装置，为了与电子模件连接，在罗高夫斯基线圈和/或电流变换器的漆包线与横截面大得多的绞合线之间的钎焊或压线连接可以固定在上述固定装置中。