控制中心使用的零相电流互感器 本申请是1994年7月12日提出的94108265.2号发明专利申请的分案申请。
本发明涉及更适用于控制中心的零相电流互感器，而该控制中心在电力系统的控制系统中用作控制台。
图1为表示控制中心外观的透视图。该控制中心包括若干分层安放在控制中心箱体300中的控制件200。图2为从正面看去的控制件200的透视图，图3为从背面看去的控制件200的透视图，图4为向下看去的俯视图。此外，图5是表示控制中心箱体300的图1中的Ⅴ向剖面图。如各图所示，控制件200的两侧为侧板1和2。一前部横支架3位于侧板1、2顶部的前端，一后部横支架4位于侧板1、2顶部的后端。电源夹5装在后部横支架4上。
一大体呈Z形的部件安装板6位于侧板1和2之间，用于安装各种部件。电路断路器7装在部件安装板6的左边部位上而位于控制件200的前部、大体呈立方体结构地操作变压器10和电流互感器11位于控制件200的左后部。操作变压器10在控制件200中作为控制用电源。电磁开关8和电流传感器9装在控制件200的前部的右边安装位置上，零相电流互感器12安装在控制件200的右后部，用来互感线电流中的零相电流。侧板1和2的外侧都装有导轨50。此外，控制件的前边装有操纵手柄13，以控制电路断路器7，控制件的前边还装有调整布线的接线盒14。
如图5所示，控制件200安装在控制中心箱体300的壳体61中，它的前边有门62。垂直的汇流条69与电源夹5接触，把电送给各控制件200。垂直汇流条69在控制中心箱体300中从上到下垂直地穿通。一般来说，如图6所示，控制件200中的主电路布线的顺序为电源夹5、电路断路器7、11、电流传感器9、零相电流互感器12和电磁开关8。
图7为现有电源夹5、即插接件的安装部分的正视图。图8为插接件的部分剖视的俯视图，图9为图7中的Ⅸ向剖面图。图10为详细表示出插接件部分的控制件200的透视图。图11为图10所示控制件200的俯视图。图10中还表示出过电流继电器42。
插接件包括第一绝缘外壳41、细长的盖形第二绝缘外壳42、导线44和接头45；第一绝缘外壳41装在第二绝缘外壳中。三个棱柱体部分41a和一连接基片部分41b结合成一体而组成第一绝缘外壳。三个棱柱体部分41a分别用作电源夹5，棱柱体部分41a包括方孔形小室41c以及直立在小室41c中的细长杆41d。棱柱体部分41a还包括具有弹性的U形接触件43。该U形接触件43包括底部43a、一对从底部平行向上伸展并在伸展过程中互相靠拢的触脚43b以及顶端43c，顶端43c向外弯曲。在连结基片部41b的周边上结合凸缘部41e。此外，连结基片部41b上开有安装孔41f。
第一绝缘外壳41的圆筒形伸出部41g的端面与盖形第二绝缘外壳42的内底面42a接靠。第二绝缘外壳42的侧部42b与凸缘部41e和伸出部41g的侧面接靠。如此，第一绝缘外壳41与第二绝缘外壳42相连结。在此情况下，U形接触件43的底部43a与第二绝缘外壳42的内底面42a接靠。伸出部42c从第二绝缘外壳42相对着内底面42a的一边伸出。伸出部42c中开有穿孔42d。而且，第二绝缘外壳42在与U形接触件43接靠处开有凹槽部42e。此外，第二绝缘外壳42的底部开有安装孔42f。
导线44的一端用电阻焊连结到接触件43底部43a的外端，另一端用压力连结到接头45上。
下面叙述插接件的安装方法。首先，从第一绝缘外壳41的伸出部41g的端部把接触件43插入小室41c。接着，导线44穿过第二绝缘外壳42的穿孔42d，然后第一绝缘外壳与第二绝缘外壳42相连结。
导线从上述装配的接触件中引出，穿过安装板6上的穿孔6a。插接件插入到后部横支架4的凹部4a中。接着，固定螺线53旋入安装孔6b、42f、41f和4b。安装孔6b开在后部横支架4上。导线44用捆孔件54捆成一束。接头45固接到电路断路器7上。
图12为现有操作变压器10的俯视图，图13为左侧视图，图14为仰视图，在各图中，标记98为主线圈、99为次线圈、100为第三线圈。标记101为线圈98、99和100的接头，102为铁芯。更具体地说，标记102a为顶部铁芯、102b为底部铁芯。铁芯102是用冲压成形的薄钢片叠装而成。标记103为位于铁芯102两边的压紧板，压紧板103用螺丝104与铁芯连结，把铁芯102压紧。标记103a为在压紧板103底部弯成的安装脚，形成L形结构。安装脚103a上开有槽口103b，螺丝穿过该口103b，以便安装操作变压器10。
图15为操作变压器10的示范性的接线图。200伏或400伏的电压加于主线圈的U-V1或U-V2端。接着，就能在次线圈99的1U-1V或2U-2V端获得100伏的电压，在第三线圈的a-b端获得18伏的电压。
如图12到14所示，主线圈98、次线圈99和第三线圈100是分层的。因此，操作变压器10的高度H为三个线圈的高度之和加到顶部铁芯102a和底部铁芯102b的高度之上而得出的一个数。
图16为现有零相电流互感器12的正视图。图17为图16中的ⅩⅦ向剖面图。其中表示出了圆形的零相电流互感器。
如图所示，圆形零相电流互感器包括环形线圈部130以及线圈部130内的电缆插入孔139a。线圈部130包括用高磁导率磁性材料制成的环状铁芯134、复盖着铁芯134的振动隔离材料135、包装铁芯134和振动隔离材料135的包装壳136、绕在包装壳136上的绕组137(次级绕组)和复盖在绕组137上的绝缘材料138。
相当于主绕组的三相线(主导线)132a、132b和132c穿过电缆插入孔139a。决定于主导线132a、132b和132c中交流电的信号电压通过磁耦合输出到与绕组137连结的导线133上。
当在控制件等装置中安装上述圆形零相电流互感器时，控制件等装置中须有容纳得下圆形零相电流互感器外部尺寸的空间，在空间有限的情况下，可使用长环形(track-type)零相电流互感器。在长环形零相电流互感器中，三根主导线132a、132b和132c相互排成一行地插入电缆插入孔139a中。
图19为表示用于控制件等之中的频率测量电路的结构的框图。图中，标记141为电力线、142A和142B为电力线141分别取得不同相位电压的变压器，144A为把变压器142A的A相输入电压转变成为方波的第一比较器，144B为把变压器142B的B相输入电压转变成为方波的第二比较器。标记146A为计算从第一比较器输出的方波的一个周期的时间的计数器，146B为计算从第二比较器输出的方波的一个周期的时间的计数器，147为根据计数器146A和146B的计算得出的数值来计算频率的微电脑。
下面参考图20的时序图叙述工作情况。例如，A相和B相的相位差为60°。频率测量电路测量一个相位，比方说，A相的频率。也就是说，微电脑147的输入端口连接到计数器146A，以便接受计数器146A计得的数值作为输入。图20(A)所示的A相正弦波输入电压从变压器142A送至比较器144A的一个输入端。参考电压送至第一比较器144A的另一输入端。参考电压即为比方说输入电压的过零值的电压。在下面的叙述中，必须注意，如图20(H)所示，当A相输入电压的瞬时值大于参考值时，第一比较器144A提供高电平输出。
计数器146A对参考钟计数，以把第一比较器144A的从一个上升部到下一个上升部的输出的一个周期的计得的数值送给微电脑147。也就是说，计得的数值相当于A相输入电压的周期。微电脑147根据计数器146A的计得数值以及送至计数器146A的参考钟的频率获得A相输入电压的周期。而且，微电脑147能获得A相输入电压的频率，该频率为该周期的倒数。
当因出现偶然事故A相电压中断，但仍能获得另一相位时，需要继续测量此可获得相位的线电压的频率。在此情况下，微电脑147的输入端口转接到作为另一输入源的B相一边的计数器146B。第二比较器144B的工作情况与第一比较器144A相同，输出与B相输入电压的频率相当频率的方波。计数器146B的工作与计数器146A相同，输出与B相输入电压周期相应的计得数值，因此，微电脑147继续对B相输入电压进行频率测量。如上所述，频率测量电路通过使用微电脑147的双重输入可以进行频率测量，即在发生事故时测量对象转接到可获得相位而继续频率测量。
公告号为5-273265的日本专利公开了一种频率测量电路，在比较器使输入电压双态化后测量频率。
在现有控制件200中，布线如图6所示，即其顺序为电源夹5、电路断路器7、电流互感器11、电流传感器9、零相电流互感器12和电磁开关8。因此，如图4所示，布线线路复杂，造成工作效率极低。而且，由于零相电流互感器12安装在安装板6的右边背面，因此装在安装板6右边前面的电磁开关8的深度受到限制。因此，控制件200无法容纳大尺寸电磁开关8，要想容纳诸如电磁继电器之类的控制部件，就必须加大控制件200的尺寸。此外，由于操作变压器10和电流互感器11都装在安装板6的左边，因此操作变压器10被烧坏就会造成电流互感器11烧坏。
现有的插接件如图7到9所示，因此可在安装中把导线44穿过绝缘外壳41、42。接头45在导线44穿过绝缘外壳之前是无法安装的。而且，在把插接件装到控制件200上时，导线44必须穿过安装板6的穿孔6a。因此工作效率极低。此外，另一个问题是，安装各部件的空间因导线44和穿越件伸出在安装板表面之外而减小。
如图5所示，控制件200深度方向上的尺寸决定于电路断路器7的高度和操作变压器10的高度之和。因此，为了缩小控制件200的尺寸，并减小安装所需位置，人们希望尽可能缩小操作变压器10的尺寸。
环形零相电流互感器12在安装所需空间的高度上要比圆形零相电流互感器小。但此时由于所需空间的宽度有所增加，因此安装会变得困难。而且，由于导线132a、132b和132c互相排成一行，零相电流互感器的平衡特性会下降。
现有频率测量电路需要有分别与各相位对应的计数器146A和146B。此外，另一个问题是，在检测到具有正在测量中的相位的电压中断时，微电脑147的输入端口须转接到另一个输入源上。
本发明即是为了克服上述问题，本发明的目的是提供控制件、插接件、变压器零相电流互感器和频率测量电路，它们能缩小控制件的尺寸，或尺寸虽然与现有控制件相同，但具有更佳性能，并且简化控制件的安装。
本发明的一个更具体的目的是提供一种控制件，它能提高布线的工作效率，并在不增加尺寸的条件下，装入大尺寸的电磁开关和其它部件。此外，本发明的另一个目的是提供操作变压器烧坏时决不殃及其它部件的控制件。
本发明的又一个目的是提供便于安装且能扩大控制件中各部件安装空间的插接件。本发明的另一个目的是提供高度减小的操作变压器。本发明还有一个目的是提供高度和宽度都减小的零相电流互感器。
本发明的另一个目的是提供一种频率测量电路，它以一个计数器作为频率计算装置的计数部分，并且，毋需把用作频率计算装置的微电脑的输入端口转接到另一输入源上，就能继续频率测量。
按照本发明的一个方面，为了实现上述目的，提出了一种控制件，其中，电路断路器安装在部件安装板前部的前表面上，电流互感器安装在该前部的后表面上；电磁开关安装在部件安装板后部的前表面上，薄形操作变压器安装在该后部的后表面上而与其它部件隔离。
本发明的另一个方面是提供了一种控制件，其中，电流互感器、电流传感器和零相电流互感器横向排列安装在部件安装板前部的背面上。
本发明的另一个方面是提供一种控制件，它包括一个深度尺寸比零相电流互感器要小的薄型操作变压器。
按照本发明，提供了一种接插件，它包括：第一绝缘外壳，第一外壳具有若干棱柱形小室，用来容纳接触件；与第一绝缘外壳连结的第二绝缘外壳，从而在第一和第二绝缘外壳之间形成一布线室，它在与棱柱形小室伸展方向垂直的方向上延伸。两绝缘外壳的侧面上有一接线出口与布线室相通。
本发明的另一个方面是提供了一个垫圈，它围绕着固定螺丝孔伸出在接插件固定到部件安装板一边的表面上。
按照本发明，提供了一种操作变压器，它包括由薄钢片叠成的铁芯，两个与叠层方向平行的穿孔、穿过此两穿孔而绕成的第一线圈以及位于第一线圈上边且与第一线圈同心、共平面的第二线圈。
按照本发明的另一个方面，在操作变压器中，第一线圈和第二线圈分别绕制在具有槽形截面的环状线圈架上，并且一内线圈架装入在一外线圈架的内径处。
按照本发明的又一个方面，操作变压器在线圈的侧部装有接线部，线圈的引线和外中引出线在接线部中连结。
按照本发明的另一个方面，操作变压器在线圈一侧具有接线盒，把线圈引线连结到外部引出线。
按照本发明的另一个方面，操作变压器在叠层方向上位于铁芯的两端装有压紧板，铁芯的一侧部直线地焊接连接到压紧板上。
按照本发明的又一方面，操作变压器具有至少伸展在两端压板之间的接触板，它与铁芯的至少一个侧部接触。
按照本发明，在零相电流互感器中，铁芯和电缆插入孔大体为正三角形。
按照本发明，频率测量电路包括周期信号发生装置和频率计算装置，周期信号发生装置用来发生指示一信号的周期起始点的信号，该信号与多相电力系统中的两个所需相位的电动势的合成信号对应，频率计算装置使用该周期信号发生装置产生的信号来计算电力系统的频率。
按照本发明的另一个方面，在频率测量电路中，周期信号发生装置包括把具有两个所需相位的电动势相加的加法器以及比较器，该比较器把加法器的输出与参考信号相比较以便双态化，并把双态信号送到频率计算装置。
按照本发明的又一个方面，在频率测量线路中，周期信号发生装置包括第一比较器、第二比较器和“或”电路，第一比较器把具有两个所需相位的电动势中的一个与参考信号相比较以便双态化；第二比较器把具有两个所需相位的电动势中的另一个与参考信号相比较以便双态化，而在“或”电路中，第一比较器的输出和第二比较器的输出经过“或”运算，得到的“或”信号被送至频率计算装置。
在变压器容易烧坏这一前提下，由于本发明是在控制件内部将薄型操作用变压器远离其它部件设置的，因此，即使变压器被烧坏，对其它部件也不会带来什么不好的影响；又由于薄型的变压器被设置在Z形的机器安装板的最后部，故通过增加中间弯曲部的长度，使得安装电磁开关时的余地增大，并且采用容量、尺寸大的部件有助于控制件的稳定操作。
本发明的上述目的和新颖特征通过参照附图的下述详细说明将会更清楚。但是应该指出，各附图只是例示性的，不应视作对本发明规定了限度。
图1为表示一控制中心外观的透视图；
图2为从正面看去的一控制件的透视图；
图3为从背面看去的一控制件的透视图；
图4为控制件的俯视图；
图5为图1中的Ⅴ向剖面图，表示控制中心的箱体；
图6为表示控制件中主电路布线的接线图；
图7为一插接件的正视图；
图8为插接件部分剖视的俯视图；
图9为图7中的Ⅸ向剖视图；
图10为详示插接件部分的控制件的透视图；
图11为图10所示控制件的俯视图；
图12为现有操作变压器的正视图；
图13为现有操作变压器的左侧视图；
图14为现有操作变压器的俯视图；
图15为操作变压器内部线圈的例示性接线图；
图16为现有零相电流互感器的正视图；
图17为图16中的ⅩⅦ向剖面图；
图18为已有长环形零相电流互感器的正视图；
图19为表示应用于控制件等之中的现有频率测量电路的结构的框图；
图20为表示现有频率测量电路各部分信号波形的时序图；
图21为本发明实施例1的控制件的正面透视图；
图22为本发明实施例1的控制件的背面透视图；
图23为该控制件的俯视图；
图24为该控制件的后视图；
图25为本发明实施例2的插接件的部分剖视的正视图；
图26为该插接件的部分剖视的俯视图；
图27为该插接件的左侧视图；
图28为图25中的ⅩⅫⅩ向剖视图；
图29为详示插接件部分的控制件的透视图；
图30为图29所示控制件的俯视图；
图31为本发明实施例3的操作变压器的正视图；
图32为该操作变压器的侧视图；
图33为图31中的ⅩⅩⅫⅠ向剖视图，用来说明操作变压器；
图34为表示构成铁芯的一个芯片的结构的正视图
图35为表示构成铁芯的另一个芯片的结构的正视图；
图36为一例线圈架的俯视图；
图37为该线圈架的侧视图；
图38为该线圈架的右侧视图；
图39为安装在线圈架之上的接线部的透视图；
图40为主线圈侧部的部分剖视的正视图；
图41为主线圈该侧部的侧视图；
图42为盖部的透视图；
图43为本发明实施例4的零相电流互感器(zero-phase currenttransfomer)的正视图；
图44为表示本发明实施例5的频率测量电路的结构的框图；
图45为表示实施例5频率测量电路各部分的信号波形的时序图；
图46为表示本发明实施例6的频率测量电路的结构的框图；
图47为表示实施例6频率测量电路各部分的信号波形的时序图。
下面参照附图详细说明本发明的各优选实施例。实施例1
图21为本发明实施例1的控制件的正面透视图，图22为其背面透视图，图23为该控制件的俯视图，图24为其后视图，如各图所示，部件安装板16位于左右侧板1和2之间，它的中间部分为弯部16a，大体构成一Z形。弯部16a要比现有部件安装板的弯部长。而且，该部件安装板在控制件中放置在比现有安装板更深的位置上。
电路断路器7装在部件安装板16左边部分16b的前表面上，电流互感器11、电流传感器9和零相电流互感器12横向排列并安装在该处的后表面上。电磁开关8和电磁继电器17装在部件安装板16右边部分16c的前表面上，薄型操作变压器15与其它部件相隔离地装在该右边部分的后表面上。
图6所示的主电路的布线顺序为电源夹5、电路断路器、电流互感器11、电流传感器9、零相电流互感器12和电磁开关8。在这里，如图23所示，电线从控制件的后面拉到前面，再按照布线顺序拉到后面。因此，布线工作更为简化。例如，只须一次操作即能完成对电流互感器11、电流传感器9和零相电流互感器12的布线。
虽然部件安装板16与后横支架4之间的距离较之现有控制件要短，但不会有问题发生。这是因为安装在部件安装板16右边部分16c背面的薄型操作变压器15在深度尺寸上比零相电流互感器12小。
部件安装板16与前横支架3之间的距离比现有控制件的大。因此可以安装容量和大小比现有电磁开关大的电磁开关8。而且还可方便地安装电磁继电器17等等。由于弯部16a比现有弯部长，因此可在部件安装板16的左边部分16b、前横支架3和后横支架4之间保持与现有结构关系相同的结构关系。
如上所示，部件安装板16P在控制件中放置在更深的位置上，弯部16a比现有弯部更长，薄型操作变压器15安装在部件安装板16右边部分16c的背面。因此可以在不增大控制件的尺寸的条件下装入大容量的电磁开关8和其它部件。
而且，由于操作变压器15与其它部件相隔离，因此操作变压器烧坏时决不会殃及其它部件。实施例2
图25为本发明实施例2的插接件的部分剖视的正视图，图26为该插接件的部分剖视的俯视图，图27为该插接件的左侧视图。图28为图25中的ⅩⅫⅩ向剖面图，用来说明该插接件，图29为控制件200的透视图，用来详示插接件部分。图30为图29所示控制件200的俯视图。
该插接件包括第一绝缘外壳71、第一绝缘外壳71装入其中的细长盖形第二绝缘外壳72、导线44和接头45。三个棱柱形部分71a和一个连结基片部71b结合成一体而构成第一绝缘外壳71。此三个棱柱形部分71a用作电源夹5。棱柱形部分71a包括方孔形小室71c和穿过小室71c直立在棱柱形部分71a中的细长杆71d1。棱柱形部分71a装有具有弹性的U形接触件43。该U形接触件43包括底部43a、一对从底部43a平行向上伸展并在伸展过程中逐渐靠拢的触脚43b以及向外弯曲的端部43c。连接基片部分71b的周边上设有凸缘部71e和71h。在这里，凸缘部71h的宽度比凸缘部71e更宽。伸长部71j从凸缘部71h处伸出。而且，连接基片部分71b上开有安装孔71f。
盖形第二绝缘外壳72的一侧面上设有导线出口72c。第一绝缘外壳71的圆筒形伸长部71g的端面与盖形第二绝缘外壳72的内底面72a接靠。第二绝缘外壳72的一侧部72b与凸缘部71e和伸长部71g的侧面接靠。第二绝缘外壳72的另一侧部72b与凸缘部71h和伸长部71g的侧面接靠。这样，第一绝缘外壳71就装入第二绝缘外壳72。此时，U形接触件43的底部43a与第二绝缘外壳72的内底面72a接靠。而且，在第一绝缘外壳71和第二绝缘外壳72装在一起时，形成一棱柱形布线室75。
第二绝缘外壳72的内底面72a上开有凹槽部72d。第二绝缘外壳72的底部上开有与第一绝缘外壳71的安装孔71f对应的安装孔72e。在第二绝缘外壳72的与内底面72a相对的一边上安装孔72e的周边处设有圆筒形垫圈72f。
下面说明插接件的安装方法。首先，把接触件43从第一绝缘外壳71的伸长部71g的端部插入小室71c。接头45预先与导线44的一端接好，并且导线44沿着伸长部71g的一侧面和凸缘部71h布线。接着，导线44的一端穿过凹槽部72d，用电阻焊连结到接触件43底部43a的外侧。然后，把第一绝缘外壳71和第二绝缘外壳72装在一起，使导线44穿过导线出口72c。
因此，第一绝缘外壳71和第二绝缘外壳72之间形成棱柱形布线室75。接触件43由两个绝缘外壳得以固定。其中，底部43a插入在延伸杆71d和绝缘外壳72的内底面72a之间。导线44穿过凹槽部72d和布线室75，到达导线出口72c。最后，三根导线44从导线出口72c向外伸出。
插接件如上安装后，紧压到部件安装板6和后横支架4上。然后，固定螺丝53旋入安装孔72e和71f中。由于插接件的安装孔配有圆筒形垫圈72f，因此绝缘外壳的底部决不会与部件安装板6发生紧密接触。因此，插接件决不会碰上安装电磁开关8等部件所用的螺丝。从而，在部件安装板8的背面用螺丝安装电磁开关8等部件时，就为螺丝的安放留出了空间。
如上所述，在插接件中，所用导线44穿过由第一绝缘外壳71和第二绝缘外壳72形成的布线室75并从第二绝缘外壳72侧面的导线出口72c向外伸出。这就不再需要把导线穿过穿孔。因此接头45可预先连接到导线44的一端，从而简化安装。而且，大部分导线44穿过绝缘外壳，导线44的暴露部分减少，导线的捆扎也就减少。而且，如果安装在插接件下部的部件燃烧，也不容易殃及导线44。实施例3
图31为本发明实施例3的操作变压器的正视图，图32为其侧视图。图33为图3中的ⅩⅩⅫⅠ向剖视图，用来详示操作变压器10。图中，标记105为主线圈，106为次线圈和第三线圈。由于第二线圈和第三线圈安装成为一圈，此两个线圈下文就被称为次线圈106。标记107为铁芯。更具体地说，铁芯107由薄钢片冲成的芯片在图31的水平方向上叠装而成。
标记108为从两端夹紧铁芯107的压板，标记109为沿着铁芯叠层方向连接到铁芯107一侧面上的连结板。该连结板从铁芯107底面从左右两侧伸出。而且，连结板109的一端开有安装孔109a，用来固定操作变压器10。
标记110为位于主线圈105一侧的接线部。在接线部110处，从主线圈105引出的引线被连结到外部引出线111。外部引出线111与各引线1 26相对应，外部引出线111的另一端与接线器112连结。标记113为位于次线圈106一侧的接线部。在接线部113中，从次线圈106引出的引线与外部引出线114连结。外部引出线114相应于各引线，它的另一端与接线器115连结。接线器112、115与另一个连结到外部线路或部件的接线器连结。因此，操作变压器的侧部不需要专门的接线部以与其它电路或部件连结。也就是说，接线位置可任选，从而部件的安排具有更大的自由度。
图34和图35为表示构成铁芯107的芯片107a、107b的结构的正视图。芯片107a为I形结构，由片状硅钢板冲成。芯片107b为E形结构，由片状硅钢板冲成。如图33所示，在铁芯107的某一层中，芯片107a放置在上部，芯片107b放置在下部；而在下一层中，芯片107b放置在上部，芯片107a放置在下部。在铁芯107中，芯片107a和107b如此交替排列。这就形成两个正方形的线圈插入孔，此孔沿着铁芯叠层方向穿通铁芯107。
芯片107a和107b叠好后，在位于铁芯107一端的压板108和位于铁芯107另一端的压板108之间，在叠层方向上施加压紧力的同时，在芯片107a和芯片107b的接触处即在图33的x位置处进行直线焊接。而且，同样在连接板109和铁芯107之间的接触处即在图33的y位置处进行直线焊接。
上述制造方法不需要通常用来夹紧铁芯107的螺杆104。现有变压器要有供螺杆穿过的穿孔，由于穿孔减小了磁路的横截面，因此需要加大铁芯107的横截面以补偿减小了的面积。但是，本发明不需要螺杆穿孔，从而可减小芯片107a、107b的磁路宽度W1、W2和W3。
在更加减小铁芯107的高度以制成薄型变压器时，须在叠层方向上加大铁芯107。铁芯107承受与叠层方向垂直方向上的力量的强度有所下降。但在本例中，使用了压板108以避免该强度的下降。
主线圈105和次线圈106放置在由铁芯107的两个槽口107c形成的两个穿孔中。如图33所示，主线圈的线圈架116和次线圈的线圈架118由绝缘树脂制成，环行地穿过两穿孔。线圈架116、118为槽形结构，在外周方向上开有开口部。如图33所示，内线圈架116装入在外线圈架的内径处。主线圈导体117绕在线圈架116上，次线导体119绕在线圈架118上。次线圈106位于主线圈105的外部，并与主线圈105同心和共平面。
图36为主线圈线圈架116的一个例子的俯视图。图37为该线圈架的侧视图。图38为右侧视图。图39为线圈架116上的接线部的透视图。线圈架11 6为环形，有一上凸缘116a和下一凸缘116b。线圈架116的中心部有一个孔，芯片107b的凸部107d即穿进此孔中。在凸缘116a上，有一与凸缘116a做成一体的盒状接线部壳体121，用作接线部110。接线部壳体121上部开口。凸缘116a上开有槽口122以使31自主线圈105的引线穿过。在接线部壳体一侧面与槽口122对应的位置上开有槽口123。而且，在接线部壳体121的该侧面上还开有小孔，用来穿过外部引出线117。
次线圈的线圈架118的结构与主线圈的线圈架116相同，只是外部尺寸和引线数不同。
由于使用了线圈架116、118，线圈导体117和119的绕制工作便变得容易进行。由于线圈105和106的内外径和厚度尺寸成为常数。因此线圈105和106可很容易地安装到铁芯107上。
图40为主线圈105侧部的部分剖视的正视图。图41为主线图105侧部的侧视图。如图所示，接线部壳体121的上部置有盖子126。图40和图41表示出从主线圈导体117引出的引线125。
引线125在接线部壳体121中与外部引出线111焊接。然后，把盖子126盖在接线部壳体121的上部。图42为盖子126的透视图。盖子126的一侧面上开有槽口126a，用来穿过外部引出线111。该侧面的下部做有固定部126b，用来固定到接线部壳体121上。
如上所述，由于接线部装在线圈的侧部，因此可以同心并共平面地放置主线圈105和次线圈106。接线部向外伸出但不超出次线圈106，因此铁芯总的来说不大。由于接线部装在线圈的侧部，因此可以容易地改变外部引出线111的长度。外部引出线111的长度可视种种需要加以改变。此外，盒状接线部壳体121使接线部受到很好的保护。
如图32所示，由接线部壳体121组成的接线部110的高度低于铁芯107的顶面，并且外部引出线111在变压器的横向上引出。因此，控制件200只需要铁芯107和连结板109的厚度之和作为操作变压器10安装空间的高度。也即，控制件200可减小尺寸。
在上述例子中，用一个线圈106作为图15所示的二个次线圈和一个第三线圈。但是，举例说，可以分别使用三个线圈。此时，应对应于各个线圈而使用各个线圈架。
接线部包括盖子126和与凸缘116a做成一体的接线部壳体121。但接线部壳体可作为单独部件制作，并用比方说粘接的方法固定到凸缘116a上。
虽然在上述例子中引线125在接线部壳体121中与外部引出线焊接在一起，但也可不使用接线部壳体121而使用接线盒或接线器。在本例中，简化了接线操作。如图31所示，如果在盖子126盖面上标出接头标志，变压器就可以避免接线错误，布线就更容易。接线部壳体121和接线器115之间的布线可使用不同的导线，也可使用包含有许多导线的一根总线，例如多心线或扁平电缆。
而且，必须注意，铁芯107中的焊接位置不限于图33中的x和y处。如果所有芯片都能在铁芯107叠层方向的两端之间焊接，焊接线就不一定是直线，可以是曲线、锯齿形线等等。
此外，在主线圈105和次线圈106之间的位置关系上，可把次线圈106放在里边，主线圈105放在外边。实施例4
图43为本发明实施例4的零相电流互感器的正视图。该零相电流互感器的剖面结构与图17所示相同。如图43所示，该零相电流互感器包括线圈部140和电缆插入孔139，线圈部140横截面为正三角形，其顶角处为圆弧形，电缆插入孔为线圈部140内部的空间，具有正三角形的截面，其顶角处为圆弧。如图17所示，线圈部140包括高磁导率磁性材料制成的环形铁芯134，盖在铁芯134之上的振动隔离材料135，包装铁芯134和振动隔离材料135的包装外壳136和绕在该外壳136之上的绕组(次级绕组)以及覆盖绕组137的绝缘材料138。
相当于主绕组的三相线(主导体)132a、132b和132c穿过电缆插入孔139。随主导体132a、132b和132c中的交流电流而变的信号电压通过磁耦合输出到与绕组137连结的引线133。
与现有长环形零相电流互感器不同，正三角形截面不会造成某一方向上的尺寸太大。而且，在圆形零相电流互感器中，三根主导体放置成正三角形结构，因此，主导体与电缆插入孔139之间的某处会形成很大间隙。但本实施例的零相电流互感器能减小这一间隙。而且，由于在形状上去掉了多余部分，零相电流互感器的尺寸更小，重量更轻。因此，控制件200可做得更小。
此外，具有正三角截面的线圈部开有正三角形的电缆插入孔，用来放置排列成正三角形的三根主导体132a、132b和132c。因此，零相电流互感器的平衡特性必较之现有零相电流互感器有所提高。主导体132a、132b和132c还获得了稳定的插入状态，从而提高了稳定性。
下面使用具体数值表明零相电流互感器的尺寸减小了多少。设主导体132a、132b和132c的直径为20mm，线圈部的厚度为20mm。在这种情况下，在圆形零相电流互感器中，外径为84mm，内径为44mm。因此零相电流互感器需要有84mm的高度和84mm的横向宽度。但是，本发明的零相电流互感器的高度和横向宽度分别只需78mm和72mm。也即，高度为原高度的93％，横向宽度为原来的86％。
第二个效果是铁芯的平均磁路变短。也即，圆形零相电流互感器的磁路平均长度为201mm，而本零相电流互感器为123mm，为原来的61％。实施例5
图44为表示本发明实施例5的频率测量电路的结构的框图。图中，标记141表示电力线，142A和142B分别为在电力线141取得不同相位电压的变压器，143为把A相输入电压和B相输入电压相加的反相加法器。标记144是把反相加法器143的输出转变成方波的比较器，146是计算比较器144输出方波的一个周期的时间的计数器，148是根据计数器146计得的数值计算频率的微电脑。只有计数器146计得的数值输进微电脑148，因此微电脑不需执行为转接输入端口所需的控制。而且，周期信号发生装置由反相加法器143和比较器144构成，频率测量装置由计数器146和微电脑148构成。
下面参照图45的时序图说明工作情况。例如，A相和B相的相位差为60度。如图45(c)的左半部分所示，反相加法器143输出A相输入电压和B相输入电压相加所得数值的反向值。按照A相和B相的物理关系，相加所得数值具有与A相和B相的频率相同的频率。也即，当A相和B相都存在时，反向加法器143与A相和B相的相位有一相位差，但具有与A相和B相的频率相同的输出频率。
反向加法器143的输出送至比较器144的一个输入端。参考电压送入比较器144的另一输入端。参考电压即为，比方说，相当于输入电压的过零电压。如图44(D)所示，当输入电压的瞬时值大于参考值时，比较器144提供高电平输出。
计数器146对参考钟计数，以把对比较器144输出从一个上升部到下一个上升部的周期计得的数值送到微电脑148。也即，计得的数值相当于计数器146的输入电压的周期。必须注意，计数器也可能把对比较器144输出从一个下降部到下一个下降部周期计得的数值送给微电脑148。微电脑148获得由计数器146计算所得值和送到计数器146的参考钟的频率所决定的输入电压的周期。而且，微电脑148能得出输入电压的频率，它为周期的倒数。取自计数器146的输入信号的频率相当于A相和B相的频率。因此，微电脑148能获得电力系统的频率。
当因发生故障A相电压中断时，反相加法器143的输出便成为B相输入电压的反向值。因此，比较器144输出频率与B相输入电压的频率相当的方波。计数器146输出与B相输入电压的周期相应的计算所得值。然后，微电脑148能继续对B相输入电压进行频率测量。如上所述，在本实施例的频率测量电路中，微电脑148在发生事故时毋需转接输入而继续频率测量。而且，频率测量电路只需一个计数器146。
当A相电压中断时，输给计数器146的一个上升周期会稍有偏差。这会造成微电脑148所识别的一个周期发生偏差，引起频率测量误差。微电脑148对若干连续的周期进行频率测量，以此来减小频率测量误差。微电脑148进行滤波过程，除去频率值中的最大值和最小值，再取余下频率值的平均值。现有频率测量电路中也进行这一滤波过程。
如上所述，频率测电路包括周期信号发生装置，该装置包括把具有二个所需相位的电动势相加的加法器以及一个比较器，该比较器对加法器的输出进行双态化，并输出双态信号的上升部或下降部，作为指示周期起点的信号。因此，在发生故障时，毋需转接输入就可继续频率测量，并且很容易地产生这样一个信号，该信号用来指示与二个不同相电动势的合成信号相当的信号的周期起始点。实施例6
图46为表示为本发明实施例6的频率测量电路的结构的框图。图中，标记144A表示把取自变压器142A的A相输入电压转变成方波的第一比较器，144B为把来自变压器142B的B相输入电压转变成方波的第二比较器，145为对第一比较器的输出和第二比较器的输出进行“或”运算的“或”电路。其它元件与图44所示相同。周期信号发生装置由第一比较器144A、第二比较器144B和“或”电路145构成。
下面参照图47的时序图说明其工作情况。例如，A相和B相的相位差为60度。A相输入电压为图47(A)所示的正弦波电压，并从变压器142A输入第一比较器144A的一个输入端。参考电压输入到第一比较器144A的另一输入端。如图47(E)所示，当A相输入电压的瞬时值大于参考值时，第一比较器144A提供高电压输出。同样，如图47(B)所示，当B相输入电压的瞬时值大于参考值时，第二比较器144B提供高电平输出。
“或”电路145根据对第一比较器144A的输出和第二比较器144B的输出所进行的“或”运算而输出图47(G)所示的信号。信号的两个上升部之间的周期即等于A相和B相的周期。计数器146和微电脑148与实施例5同样地计算频率。
当发生故障A相电压中断时，只有第二比较器144B的输出输入到“或”电路415。也即，只在与B相输入电压对应的方波输自第二比较器144B。然后，微电脑148能继续测量B相输入电压的频率。如上所述，在本实施例的频率测量电路中，在发生故障时微电脑148毋需转接输入而仍能继续频率测量。
如上所述，该频率测量电路包括周期信号发生装置，而该装置包括对二个不同相电动势中的一个进行双态化的第一比较器、对另一个电动势进行双态化的第二比较器以及对第一比较器的输出和第二比较器的输出进行“或”运算从而输出“或”信号的“或”电路。因此，结果是，在发生故障时毋需转接输入也能继续频率测量，并且很容易地产生这样一个信号，该信号用来指示与二个不同相电动势的合成信号相当的信号的周期起点。
尽管使用专门术语对本发明优选实施例作了说明，但此说明只是例示性的，应该指出，可在不背离下述权利要求的精神或范围的条件下作出变动。