(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 208753131 U(45)授权公告日 2019.04.16
(21)申请号 201821324135.3(22)申请日 2018.08.16
(73)专利权人 南京林业大学
地址 210037 江苏省南京市龙蟠路159号(72)发明人 周国平 徐磊 徐听 靳雨辰 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务
所(普通合伙) 11350
代理人 王清义(51)Int.Cl.
H01F 27/36(2006.01)H01F 27/02(2006.01)H01F 27/24(2006.01)H01F 27/26(2006.01)H01F 38/30(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图4页
CN 208753131 U(54)实用新型名称
一种开合式电流互感器(57)摘要
本实用新型公开了一种开合式电流互感器，包括上壳体、下壳体、上半圆环铁芯、下半圆环铁芯和喉箍，上壳体和下壳体构成中空开合式结构；两个上半圆环铁芯与上壳体之间以及两个上半圆环铁芯之间均填充有环氧树脂；两个下半圆环铁芯之间、两个下半圆环铁芯与下壳体的内部之间、两个下半圆环铁芯与箍带之间以及箍带与下壳体的内部之间均填充有环氧树脂且互感线圈的两条引出线均通过屏蔽线从环氧树脂中穿出，上半圆环铁芯和下半圆环铁芯的外表面从内到外依次设有低导磁率材料层、电磁屏蔽材料层和高导磁率材料层。本实用新型安装操作方便、结构牢固、抗干扰能力强、测量精度高、导磁率高、体积小、重量轻。
CN 208753131 U
权 利 要 求 书
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1.一种开合式电流互感器，其特征在于：包括上壳体（1）、下壳体（2）、上半圆环铁芯（3）、下半圆环铁芯（4）和喉箍（5），所述上壳体（1）和下壳体（2）构成中空开合式结构且上壳体（1）和下壳体（2）的内部均为空心结构；
所述上壳体（1）的内部设置有两个上半圆环铁芯（3）且两个上半圆环铁芯（3）相互平行设置，两个上半圆环铁芯（3）与上壳体（1）的内部之间以及两个上半圆环铁芯（3）之间均填充有环氧树脂（6）；
所述下壳体（2）的内部设置有用于与两个上半圆环铁芯（3）相互配合的两个下半圆环铁芯（4），两个下半圆环铁芯（4）的外部缠绕有互感线圈（7）且两个下半圆环铁芯（4）相互平行设置，所述下壳体（2）的左侧壁和右侧壁的中下部分别设置有穿孔（8），所述喉箍（5）的箍带依次从下壳体（2）左侧壁的穿孔（8）、下壳体（2）的内部以及下壳体（2）右侧壁的穿孔（8）穿过且下壳体（2）内部的箍带位于两个下半圆环铁芯（4）的下方，两个下半圆环铁芯（4）之间、两个下半圆环铁芯（4）与下壳体（2）的内部之间、两个下半圆环铁芯（4）与箍带之间以及箍带与下壳体（2）的内部之间均填充有环氧树脂（6）且互感线圈（7）的两条引出线均通过屏蔽线（9）从环氧树脂（6）中穿出，所述喉箍（5）用于将上壳体（1）和下壳体（2）包紧从而使上半圆环铁芯（3）和下半圆环铁芯（4）相互接触并紧固为一个圆环形结构；
所述上半圆环铁芯（3）和下半圆环铁芯（4）的外表面从内到外依次设有低导磁率材料层（10）、电磁屏蔽材料层（11）和高导磁率材料层（12）。
2.根据权利要求1所述的开合式电流互感器，其特征在于：所述上壳体（1）的前侧面（13）和下壳体（2）的前侧面（13）均为开口结构且环氧树脂（6）从上壳体（1）的前侧面（13）和下壳体（2）的前侧面（13）进行填充，所述上壳体（1）内的环氧树脂（6）与上壳体（1）的前侧面（13）在同一水平面上，所述下壳体（2）内的环氧树脂（6）与下壳体（2）的前侧面（13）在同一水平面上。
3.根据权利要求1所述的开合式电流互感器，其特征在于：所述上壳体（1）和下壳体（2）为分离结构。
4.根据权利要求3所述的开合式电流互感器，其特征在于：所述上壳体（1）的内部为半圆环形状。
5.根据权利要求1所述的开合式电流互感器，其特征在于：所述上半圆环铁芯（3）和下半圆环铁芯（4）的材质均为非金合金。
6.根据权利要求5所述的开合式电流互感器，其特征在于：所述低导磁率材料层（10）为纯铁，电磁屏蔽材料层（11）为铜膜，高导磁率材料层（12）为坡莫合金。
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说 明 书一种开合式电流互感器
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技术领域
[0001]本实用新型涉及互感器技术领域，具体涉及一种开合式电流互感器。
背景技术
[0002]开合式电流互感器，可以将大电流变成小电流，主要用于电流测量以及保护系统。互感器大多由两个半圆环组成，且在使用过程中，大多数把两个半圆环通过塑料带等方法将上下两部分在线路上固定起来，因为技术上的原因，在实际的操作过程中，导致两个半圆环不易对合，从而给安装带来极大地不便。与此同时，对电流采集时，通常使用电流互感器进行信号采样。目前市场上许多电流互感器不使用屏蔽层或者仅采用一层屏蔽，导致在实际信号采样时，极易受到外界的磁干扰和电场干扰。在电流互感器生产使用过程中，铁芯作为电流互感器重要组成部分，铁芯的导磁率、损耗值以及重量等也是需要考虑的因素。同时考虑到安装方便、结构牢固、使用寿命长等，开合式电流互感器作为首先考虑的因素。传统的电流互感器大部分使用硅钢片作为钳口铁芯材质，然而硅钢片的导磁率低、密度大、抗饱和性能弱，且其制成的互感器重量大，测量精度不高。铁基纳米晶材料虽然导磁率高、损耗低、性能稳定，但其材料是粉末状的，抗机械冲击能力比较弱，导致其很难加工成开口的形式。所以，研制出安装方便、抗干扰能力强、高精度的开合式电流互感器是急需解决的问题。实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种开合式电流互感器，本开合式电流互感器安装操作方便、结构牢固、抗干扰能力强、测量精度高、导磁率高、体积小、重量轻。
[0004]为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：[0005]一种开合式电流互感器，包括上壳体、下壳体、上半圆环铁芯、下半圆环铁芯和喉箍，所述上壳体和下壳体构成中空开合式结构且上壳体和下壳体的内部均为空心结构；[0006]所述上壳体的内部设置有两个上半圆环铁芯且两个上半圆环铁芯相互平行设置，两个上半圆环铁芯与上壳体的内部之间以及两个上半圆环铁芯之间均填充有环氧树脂；[0007]所述下壳体的内部设置有用于与两个上半圆环铁芯相互配合的两个下半圆环铁芯，两个下半圆环铁芯的外部缠绕有互感线圈且两个下半圆环铁芯相互平行设置，所述下壳体的左侧壁和右侧壁的中下部分别设置有穿孔，所述喉箍的箍带依次从下壳体左侧壁的穿孔、下壳体的内部以及下壳体右侧壁的穿孔穿过且下壳体内部的箍带位于两个下半圆环铁芯的下方，两个下半圆环铁芯之间、两个下半圆环铁芯与下壳体的内部之间、两个下半圆环铁芯与箍带之间以及箍带与下壳体的内部之间均填充有环氧树脂且互感线圈的两条引出线均通过屏蔽线从环氧树脂中穿出，所述喉箍用于将上壳体和下壳体包紧从而使上半圆环铁芯和下半圆环铁芯相互接触并紧固为一个圆环形结构；
[0008]所述上半圆环铁芯和下半圆环铁芯的外表面从内到外依次设有低导磁率材料层、电磁屏蔽材料层和高导磁率材料层。
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作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述上壳体的前侧面和下壳体的前侧面
均为开口结构且环氧树脂从上壳体的前侧面和下壳体的前侧面进行填充，所述上壳体内的环氧树脂与上壳体的前侧面在同一水平面上，所述下壳体内的环氧树脂与下壳体的前侧面在同一水平面上。
[0010]作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述上壳体和下壳体为分离结构。[0011]作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述上壳体的内部为半圆环形状。[0012]作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述上半圆环铁芯和下半圆环铁芯的材质均为非金合金。
[0013]作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述低导磁率材料层为纯铁，电磁屏蔽材料层为铜膜，高导磁率材料层为坡莫合金。[0014]本实用新型的有益效果为：[0015]（1）本实用新型采用两个上半圆环铁芯和两个下半圆环铁芯，与现有技术的单个铁芯结构相比，测量精度更高。[0016]（2）本实用新型通过喉箍将开合式电流互感器的上半部结构和下半部结构包紧，环氧树脂将喉箍与下壳体固定，与现有技术的塑料带固定相比，上半部结构和下半部结构对合更加容易，安装过程更加简单方便。[0017]（3）本实用新型的上半圆环铁芯和下半圆环铁芯的材质均为非金合金，具有导磁率高、体积小、重量轻、抗干扰能力强、传输信号不失真等优点，且测量精度将得到极大提高。
[0018]（4）本实用新型的上半圆环铁芯和下半圆环铁芯的外表面均添加有三重屏蔽层，与现有的许多互感器相比更加有效的隔离外部电场干扰、磁场干扰以及耦合的同频干扰等，抗干扰能力强。附图说明
[0019]图1为上壳体和下壳体的结构示意图。
[0020]图2为上半圆环铁芯和下半圆环铁芯的结构示意图。[0021]图3为本实用新型组装后无环氧树脂的平面结构示意图。[0022]图4为本实用新型有环氧树脂未组装的平面结构示意图。[0023]图5为本实用新型组装后有环氧树脂的平面结构示意图。
[0024]图6为上壳体和上半圆环铁芯之间填充环氧树脂后的截面图。[0025]图7为开合式电流互感器的应用电路图。
具体实施方式
[0026]下面根据图1至图7对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：[0027]一种开合式电流互感器，包括上壳体1、下壳体2（如图1所示）、上半圆环铁芯3、下半圆环铁芯4（如图2所示）和喉箍5（如图3所示），参见图1，所述上壳体1和下壳体2构成中空开合式结构且上壳体1和下壳体2的内部均为空心结构。所述上壳体1的前侧面13和下壳体2的前侧面13均为开口结构。[0028]参见图3，所述上壳体1的内部设置有两个上半圆环铁芯3且两个上半圆环铁芯3相
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说 明 书
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互平行设置，两个上半圆环铁芯3与上壳体1的内部之间以及两个上半圆环铁芯3之间均填充有环氧树脂6，从而实现两个上半圆环铁芯3通过环氧树脂6固定在上壳体1的内部，形成开合式电流互感器的上半部结构。填充后的结构如图4和图5所示。图6为上壳体和上半圆环铁芯之间填充环氧树脂后的截面图。[0029]参见图4和图5，所述下壳体2的内部设置有用于与两个上半圆环铁芯3相互配合的两个下半圆环铁芯4，参见图2，两个下半圆环铁芯4的外部缠绕有一组匝数为N的互感线圈7且两个下半圆环铁芯4相互平行设置，参见图1，所述下壳体2的左侧壁和右侧壁的中下部分别设置有穿孔8，参见图3，所述喉箍5的箍带依次从下壳体2左侧壁的穿孔8、下壳体2的内部以及下壳体2右侧壁的穿孔8穿过且下壳体2内部的箍带位于两个下半圆环铁芯4的下方，如图4所示，两个下半圆环铁芯4之间、两个下半圆环铁芯4与下壳体2的内部之间、两个下半圆环铁芯4与箍带之间以及箍带与下壳体2的内部之间均填充有环氧树脂6且互感线圈7的两条引出线均通过屏蔽线9依次从环氧树脂6和下壳体2的前侧面穿出，从而实现喉箍5的部分箍带、下半圆环铁芯4均通过环氧树脂6固定在下壳体2的内部，形成开合式电流互感器的下半部结构。两个下半圆环铁芯4的在下壳体2内的截面图也类似于图6，仅仅是外围壳体形状不同。
[0030]本实施例采用两个上半圆环铁芯3和两个下半圆环铁芯4的结构，与现有技术的单个铁芯结构相比，测量精度更高，通过实验证明，本实施例的两个上半圆环铁芯3和两个下半圆环铁芯4的结构能测量毫安级别的电流大小，1mA电流也可测量。
[0031]其中喉箍5通过自身的锁紧结构将上半部结构和下半部结构包紧从而将上半圆环铁芯3和下半圆环铁芯4紧固为一个圆环形结构。锁紧结构为旋紧调节螺杆，旋紧调节螺杆能使上半圆环铁芯3和下半圆环铁芯4贴合的更加紧密。喉箍5的部位箍带是通过环氧树脂6与下壳体2固定为一个整体，当需要使用开合式电流互感器时，松开喉箍5的锁紧结构，此时喉箍5的箍带围成的圈变大，如图4所示，开合式电流互感器的上半部结构和下半部结构松动，将开合式电流互感器的上半部结构拿下，此时由于喉箍5的部位箍带与下壳体2固定，所以无需取下喉箍5，操作更加简便快捷，将被测导线从下半部结构的中空部位穿过，然后再将上半部结构放在下半部结构上，通过喉箍5的锁紧结构再将上半部结构和下半部结构包紧，如图5所示，喉箍5的箍带围成的圈变小。本实用新型的环氧树脂的固定结构使整个操作步骤减少了喉箍5拿下拿上的过程，减少了喉箍5与下壳体固定的过程，也减少了喉箍5单独放置占用的空间，且喉箍5相对于现有技术的塑料带相比更容易将上半部结构和下半部结构对合并包紧，安装更加简单。环氧树脂将上半圆环铁芯3和下半圆环铁芯4包裹，具有密封作用，防水防潮防尘作用。[0032]基于电磁感应原理，开合式电流互感器把一侧的大电流转换为二侧次的小电流，来实现电流的检测、监控和保护。其中上半圆环铁芯3和下半圆环铁芯4的材质均为非金合金。非金合金导磁性能突出，可以在一定的程度上降低开合式电流互感器的损耗值以及成本，同时可以减小开合式电流互感器的重量和体积。所以该非金合金材料制成的互感器具有导磁率高、体积小、重量轻、抗干扰能力强、传输信号不失真等优点，此时，测量精度将得到极大提高。
[0033]参见图6，另外上半圆环铁芯3和下半圆环铁芯4的外表面均添加有三重屏蔽层，与现有的许多互感器相比更加有效的隔离外部电场干扰、磁场干扰以及耦合的同频干扰等，
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抗干扰能力强。电流互感器，主要用来感应回路电流信号，为了达到较好的屏蔽效果，三重屏蔽层从内到外依次为低导磁率材料层10、电磁屏蔽材料层11和高导磁率材料层12。低导磁率材料层10使干扰强度衰减到较低水平。电磁屏蔽材料层11起到电场屏蔽的作用。[0034]其中所述低导磁率材料层10为纯铁，电磁屏蔽材料层11为铜膜，高导磁率材料层12为坡莫合金。但不仅限于纯铁、铜膜和坡莫合金。[0035]本实施例中，参见图1，所述上壳体1的前侧面13和下壳体2的前侧面13均为开口结构且环氧树脂6从上壳体1的前侧面13和下壳体2的前侧面13进行填充，灌封环氧树脂时更加方便快捷，灌封后的上壳体1内的环氧树脂6与上壳体1的前侧面13在同一水平面上，灌封后的下壳体2内的环氧树脂6与下壳体2的前侧面13在同一水平面上。本实施例在灌封时，可将上半圆环铁芯3的两端和环氧树脂6略微超出上壳体1的下部两端，下半圆环铁芯4的两端和环氧树脂6略微超出下壳体2的上部两端，这样喉箍5通过自身的锁紧结构将上半部结构和下半部结构包紧时，上半部结构的环氧树脂6和下半部结构的环氧树脂6相互挤压，由于固化后的环氧树脂6存在略微柔性，所以在上半部结构和下半部结构相互压紧后，不会出现漏气进水现象。
[0036]本实施例中，参见图1，所述上壳体1和下壳体2为分离结构。[0037]本实施例中，参见图1，所述上壳体1的内部为半圆环形状。下壳体2为一个底座式结构。
[0038]参见图7，图7为开合式电流互感器的某种应用电路图，图中N1代表电压激励源，N2代表本实施例中的开合式电流互感器，导线从开合式电流互感器的中心穿线孔内穿过，开合式电流互感器监测导线内的电流。
[0039]本实施例是能够手动开合的电流互感器，其结构简单、安装方便。本实施例的开合式电流互感器结构牢固、重量轻、使用寿命长、响应时间快、频带宽。此外，具有体积小、安装方便、导磁率高，测量精度高、可靠性好、抗干扰能力强等优点。不仅使测量的准确性得到提升，且对检测系统的稳定性以及可靠性也将大幅度提高。
[0040]本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。
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