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1、(10)申请公布号 CN 103137311 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103137311 A *CN103137311A* (21)申请号 201310047765.6 (22)申请日 2013.02.06 H01F 38/28(2006.01) H01F 27/24(2006.01) (71)申请人 陕西富集电力科技股份有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区光德路 8 号 (72)发明人 彭新亮 赵拴柱 赵阳波 郭凯军 张卫东 (54) 发明名称 一种电流互感器 (57) 摘要 本发明提供一种电流互感器， 包括与一次回 路耦合连接的圆环形闭合铁芯以及绕制。
2、在闭合铁 芯上的二次线圈， 其中闭合铁芯可以是叠片式铁 芯， 在闭合铁芯的圆周外围对称的位置处设置有 两个凹槽， 设置凹槽可使该处的铁芯磁路截面积 小于闭合铁芯的平均磁路截面积。通过采用上述 电流互感器， 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正常供电 ； 当一次侧电流较大时， 提高了铁芯的抗饱和能力， 从而可在更大的电流范围内工作， 同时还可以为 负载提供时间更长、 更稳定的电能供应。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申。
3、请 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103137311 A CN 103137311 A *CN103137311A* 1/1 页 2 1. 一种电流互感器， 包括与一次回路耦合连接的圆环形闭合铁芯以及绕制在闭合铁芯 上的二次线圈， 其特征在于 ： 在闭合铁芯的圆周外围对称的位置处设置有两个相同的凹槽， 设置凹槽可使该处的铁芯磁路截面积小于闭合铁芯的平均磁路截面积。 2. 如权利要求 1 所述的电流互感器， 其特征在于闭合铁芯是叠片式铁芯。 3. 如权利要求 1 所述的电流互感器， 其特征在于 2 个凹槽的尺寸不同。 4. 如权利要求 1 所述的电流互感器， 其。
4、特征在于在闭合铁芯的外围圆周上设置 4 个或 者 8 个凹槽， 这些凹槽在闭合铁芯的圆周上沿垂直于闭合铁芯磁路方向对称分布。 5. 如权利要求 1 所述的电流互感器， 其特征在于闭合铁芯上所有凹槽的沿磁路方向的 长度之和设为闭合铁芯圆周的 1/20。 权 利 要 求 书 CN 103137311 A 2 1/2 页 3 一种电流互感器 技术领域 0001 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 0002 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。 电流互感器通常由闭合铁芯和绕组组成， 绕组包括一次侧绕组和二次侧绕组， 其。
5、中一次侧 绕组串接在一次回路中， 二次侧绕组串接在负载回路中。电流互感器根据不同绕组的功能 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。 0003 在电子式断路器中所采用的电流互感器通常需要同时实现电流检测和为电子部 件供电的功能。目前通常采用的电子断路器一般采用双电流互感器， 即融合了用于供电的 取能用电流互感器和用于测量电流的电流互感器， 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， 当取能用电流互感器利用电磁感应原理而将一次侧大电流变成二次侧小电流， 从而 为断路器的电子部件供电时， 由于电。
6、子部件的消耗变化很小， 则随着一次侧绕组电流的增 大， 电流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， 这样在一次侧绕组电 流较大时互感器会出现严重的发热问题。 0004 2， 当一次侧绕组电流较大时， 互感器的铁芯会发生饱和， 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， 这会导致电子部件的电源电路取能的时间较短， 从而不能获取到足够的能量， 最终会影响对电子部件的供电。 发明内容 0005 为了解决上述技术问题， 本发明提供一种电流互感器， 包括与一次回路耦合连接 的圆环形闭合铁芯以及绕制在闭合铁芯上的二次线圈， 其中闭合铁芯可以是叠片式铁芯， 在闭合铁芯的圆周。
7、外围对称的位置处设置有两个凹槽， 设置凹槽可使该处的铁芯磁路截面 积小于闭合铁芯的平均磁路截面积， 其中凹槽的尺寸可以相同， 也可以不同。 通过采用上述 电流互感器， 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 0006 图 1 。
8、是本发明的电流互感器的示意图 ； 具体实施方式 0007 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明 ： 说 明 书 CN 103137311 A 3 2/2 页 4 如图1所示， 本发明采用的电流互感器， 包括与一次回路1耦合连接的圆环形闭合铁芯 2 以及绕制在闭合铁芯 2 上的二次线圈 3， 其中闭合铁芯 2 可以是叠片式铁芯， 在闭合铁芯 2的圆周外围对称的位置处设置有两个凹槽4， 设置凹槽4可使该处的铁芯磁路截面积小于 闭合铁芯 2 的平均磁路截面积， 其中凹槽 4 的尺寸可以相同， 也可以不同。优选地， 可以在 闭合铁芯 2 的外围圆周上设置大于 2 个的偶数个凹槽， 比如 4 个或。
9、者 8 个等， 这些凹槽在闭 合铁芯 2 的圆周上沿垂直于闭合铁芯磁路方向对称分布。此外， 当凹槽沿磁路方向的长度 较大时， 会有部分磁力线逸散开来， 产生漏磁通， 较多的漏磁通会降低互感器的能量转换效 率， 并对电路中及周边的电子部件产生电磁干扰， 因此优选地将闭合铁芯 2 上所有凹槽的 沿磁路方向的长度之和设为闭合铁芯圆周的 1/20。 0008 这样， 当二次线圈 3 与负载相连接时， 根据电磁感应原理， 电流互感器将一次侧绕 组的大电流变成二次侧绕组的小电流并提供给断路器的电子部件使用。 0009 当一次侧绕组的电流较小时， 在给定负载条件和铁芯参数的情况下， 电流互感器 的二次绕组感。
10、应电压与其匝数有关， 因此可根据给定负载条件和铁芯参数选择合适的线圈 匝数来获得电子部件最小的启动电流。 0010 当一次侧绕组的电流较逐渐增大时， 铁芯内部的磁通量逐步增大。 由于闭合铁芯2 上凹槽位置处的磁路截面积小于闭合铁芯 2 平均磁路截面积， 则该位置处的磁通密度大于 铁芯其它部分的磁通密度。当一次侧绕组的电流增大到一定程度时， 闭合铁芯 2 上凹槽处 的铁芯将首先达到饱和， 此时该处的部分铁芯失去铁磁性， 而其它部分的铁芯仍未饱和。 此 时该闭合铁芯 2 的有效磁导率大幅下降， 但仍能够随一次侧绕组的电流变化而产生感应电 流， 从而提供负载所需的电能。 0011 这样通过控制电流互感器磁路的等效磁导率， 使闭合铁芯 2 在一次侧绕组的大电 流情况下不易完全饱和， 限制输出的高幅值窄脉冲电压， 同时增加负载等取能的时间。 说 明 书 CN 103137311 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 103137311 A 5 。