一种紧凑型户外开合式电流互感器的制作方法

1.本发明涉及电流互感器技术领域，具体涉及一种紧凑型户外开合式电流互感器。


背景技术：

2.现在市面上的户外型或者防水型开合式电流互感器，一种是将铁心裹上绝缘胶带、绕线后灌封后切割，中间简单的加上橡胶垫，这样的户外型开合式电流互感器有四大缺点：一是互感器体型很大，产品较重，同时严重浪费材料，不利于作业；二是由于事先绕线灌封好再去切割，切割后已经不能调整线圈匝数，导致互感器准确度较差；三是由于是铁心绕线后灌封，但是在冷热变化较大区域时，铁心和环氧的冷热系数不一致，从而会大大影响互感器的一致性；四是这种互感器是简单的在端面加硅胶进行防护，不能起到很好的防护效果。
3.市面上还设有一种防水型开合式互感器(如发明专利：防水型互感器及其装配工艺，专利号：zl201610902056.5)。
4.上述二种互感器都有共同的缺点：
5.1、固定电缆时容易松动；
6.2、高空作业时，由于两边螺丝太小，容易掉落，很不方便；
7.3、互感器的紧凑性还存在不足，需要进一步改进。


技术实现要素：

8.为了解决上述问题，本发明提出一种紧凑型户外开合式电流互感器，旨在提高电缆与互感器之间固定的可靠性，并防止高空作业时螺丝的掉落。具体的技术方案如下：
9.一种紧凑型户外开合式电流互感器，包括由半环形的上半外壳和下半外壳相互对合连接而形成的互感器壳体，所述上半外壳和下半外壳内分别设置有半环形的上半空心骨架和下半空心骨架，所述上半空心骨架内设置有半环形的上半铁芯，所述下半空心骨架内设置有半环形的下半铁芯，在所述下半空心骨架的外轮廓上设置有绕线，所述上半外壳和下半外壳的对合连接处、所述上半空心骨架和下半空心骨架的对合连接处、所述上半铁芯和下半铁芯的对合连接处分别形成对合连接的口部，通过将各所述对合连接的口部设置为口部深度尺寸大于口部宽度尺寸从而形成增大绕线空间的紧凑型绕线结构。
10.作为形成所述增大绕线空间的紧凑型绕线结构的优选方式之一为：所述上半外壳和下半外壳对合连接后、所述上半空心骨架和下半空心骨架对合连接后、所述上半铁芯和下半铁芯对合连接后分别形成环形椭圆形状，且所述环形椭圆的长轴位于对合连接面的平行方向，所述环形椭圆的短轴位于对合连接面的垂直方向。
11.作为形成所述增大绕线空间的紧凑型绕线结构的优选方式之二为：所述上半外壳和下半外壳对合连接后形成圆形外壳，所述上半空心骨架和下半空心骨架对合连接后形成圆形空心骨架，且所述上半外壳和下半外壳的对合连接面向着所述上半外壳的方向偏心设置，所述上半空心骨架和下半空心骨架的对合连接面向着所述上半空心骨架的方向偏心设
置。
12.优选的，在所述上半空心骨架内部侧壁与所述上半铁芯之间设置有弹簧顶紧片，在所述上半空心骨架和下半空心骨架的对接处分别设置有骨架挡板和连接所述骨架挡板的密封垫圈，且所述骨架挡板和密封垫圈连接后分别对应嵌置在所述上半外壳、下半外壳上设置的导向定位槽中，所述上半外壳和下半外壳的内部空间分别填充有环氧树脂，所述互感器壳体上设置有一对用于固定一次侧电缆的耳孔板，所述一次侧电缆通过所述耳孔板和连接所述耳孔板的压板、螺钉进行固定。
13.优选的，所述上半外壳、下半外壳上分别对应设置有相互对合连接的上固定块和下固定块，所述上固定块和下固定块之间通过特制螺丝和防坠落组合螺丝孔进行连接。
14.本发明中，所述特制螺丝包括依次连接的螺栓头、光杆段和螺纹段，所述光杆段的外圆直径小于所述螺纹段的螺纹底径；所述防坠落组合螺丝孔包括设置在所述上固定块上的一段内螺纹孔和一段连接在所述内螺纹孔下端的螺栓孔、以及设置在所述下固定块上的内螺纹孔，所述上固定块上的一段内螺纹孔大小、所述下固定块上的内螺纹孔大小分别与所述特制螺丝的螺纹段外螺纹大小相适配，所述特制螺丝的螺纹段旋转进入所述上固定块上的一段内螺纹孔并依次穿过所述一段内螺纹孔和所述螺栓孔后与所述下固定块上的内螺纹孔相连接。
15.本发明中，所述下固定块上设置有镶套螺母，所述下固定块上的所述内螺纹孔设置在所述镶套螺母上。
16.本发明中，所述下半外壳上插接有防水端子，所述防水端子内部穿越有连接所述下半空心骨架上的绕线的引线。
17.本发明中，所述上半外壳、下半外壳分别由壳体座和壳体盖连接而成。
18.优选的，所述上半外壳和下半外壳上分别设置有环氧浇注孔，所述环氧浇注孔通过卡扣连接封堵有小封盖。
19.本发明中，在所述互感器壳体上位于一对所述的耳孔板之间的位置设置有弧形定位板。
20.本发明中，所述壳体座和壳体盖之间采用超声波焊接进行连接。
21.本发明的有益效果是：
22.第一，本发明的一种紧凑型户外开合式电流互感器，互感器壳体上设置有一对用于固定一次侧电缆的耳孔板，电缆通过耳孔板和连接耳孔板的压板、螺钉进行固定，由此提高了电缆与互感器之间固定的可靠性。
23.第二，本发明的一种紧凑型户外开合式电流互感器，上半外壳与下半外壳之间的连接采用特制螺丝和特殊的连接结构，装配前特制螺丝的螺纹段被上固定块上的上部内螺纹所挡住，从而可有效防止高空作业时螺丝的掉落。
附图说明
24.图1是本发明的一种紧凑型户外开合式电流互感器的结构示意图；
25.图2是图1中的一种紧凑型户外开合式电流互感器拆开壳体盖后的结构示意图；
26.图3是图2中的上半空心骨架、下半空心骨架内设置上半铁芯、下半铁芯的结构示意图；
27.图4是图3的俯视图；
28.图5是在图3的基础上安装了密封垫圈后的结构示意图；
29.图6是上半外壳与下半外壳之间采用特制螺丝连接的结构示意图；
30.图7是一种紧凑型户外开合式电流互感器中，形成增大绕线空间的紧凑型绕线结构的实施例示意图；图中左边部分是紧凑型绕线结构的优选方式之一(对合连接后形成环形椭圆形状)，右边部分是紧凑型绕线结构的优选方式之二(对合连接后形成偏心设置)；
31.图8是图7中对应两种紧凑型绕线结构方式的上半外壳和下半外壳的实施例示意图；
32.图9是图7中对应两种紧凑型绕线结构方式的上半空心骨架和下半空心骨架的实施例示意图；
33.图10是图9中对应两种紧凑型绕线结构方式的上半空心骨架和下半空心骨架中内置了相应的上半铁芯、下半铁芯后的实施例示意图；
34.图11是图10中对应两种紧凑型绕线结构方式的绕线空间(黑体部分)cad面积计算示意图。
35.图中：1、上半外壳，2、下半外壳，3、互感器壳体，4、上半空心骨架，5、下半空心骨架，6、上半铁芯，7、下半铁芯，8、弹簧顶紧片，9、绕线，10、骨架挡板，11、密封垫圈，12、导向定位槽，13、一次侧电缆，14、耳孔板，15、压板，16、螺钉，17、上固定块，18、下固定块，19、特制螺丝，20、螺栓头，21、光杆段，22、螺纹段，23、镶套螺母，24、防水端子，25、引线，26、壳体座，27、壳体盖，28、环氧浇注孔，29、小封盖，30、弧形定位板。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
37.实施例1：
38.如图1至11所示为本发明的一种紧凑型户外开合式电流互感器的实施例，包括由半环形的上半外壳1和下半外壳2相互对合连接而形成的互感器壳体3，所述上半外壳1和下半外壳2内分别设置有半环形的上半空心骨架4和下半空心骨架5，所述上半空心骨架4内设置有半环形的上半铁芯6，所述下半空心骨架5内设置有半环形的下半铁芯7，在所述下半空心骨架5的外轮廓上设置有绕线9，所述上半外壳1和下半外壳2的对合连接处、所述上半空心骨架5和下半空心骨架5的对合连接处、所述上半铁芯6和下半铁芯7的对合连接处分别形成对合连接的口部，通过将各所述对合连接的口部设置为口部深度尺寸大于口部宽度尺寸从而形成增大绕线空间的紧凑型绕线结构。
39.作为形成所述增大绕线空间的紧凑型绕线结构的优选方式之一为：所述上半外壳1和下半外壳2对合连接后、所述上半空心骨架4和下半空心骨架5对合连接后、所述上半铁芯6和下半铁芯7对合连接后分别形成环形椭圆形状，且所述环形椭圆的长轴位于对合连接面的平行方向，所述环形椭圆的短轴位于对合连接面的垂直方向。
40.作为形成所述增大绕线空间的紧凑型绕线结构的优选方式之二为：所述上半外壳1和下半外壳2对合连接后形成圆形外壳，所述上半空心骨架4和下半空心骨架5对合连接后形成圆形空心骨架，且所述上半外壳1和下半外壳2的对合连接面向着所述上半外壳1的方
向偏心设置，所述上半空心骨架4和下半空心骨架5的对合连接面向着所述上半空心骨架4的方向偏心设置。
41.优选的，在所述上半空心骨架4内部侧壁与所述上半铁芯6之间设置有弹簧顶紧片8，在所述上半空心骨架4和下半空心骨架5的对接处分别设置有骨架挡板10和连接所述骨架挡板10的密封垫圈11，且所述骨架挡板10和密封垫圈11连接后分别对应嵌置在所述上半外壳1、下半外壳2上设置的导向定位槽12中，所述上半外壳1和下半外壳2的内部空间分别填充有环氧树脂，所述互感器壳体3上设置有一对用于固定一次侧电缆13的耳孔板14，所述一次侧电缆13通过所述耳孔板14和连接所述耳孔板14的压板15、螺钉16进行固定。
42.优选的，所述上半外壳1、下半外壳2上分别对应设置有相互对合连接的上固定块17和下固定块18，所述上固定块17和下固定块18之间通过特制螺丝19和防坠落组合螺丝孔进行连接。
43.本实施例中，所述特制螺丝19包括依次连接的螺栓头20、光杆段21和螺纹段22，所述光杆段21的外圆直径小于所述螺纹段22的螺纹底径；所述防坠落组合螺丝孔包括设置在所述上固定块17上的一段内螺纹孔和一段连接在所述内螺纹孔下端的螺栓孔、以及设置在所述下固定块18上的内螺纹孔，所述上固定块17上的一段内螺纹孔大小、所述下固定块18上的内螺纹孔大小分别与所述特制螺丝19的螺纹段外螺纹大小相适配，所述特制螺丝19的螺纹段旋转进入所述上固定块17上的一段内螺纹孔并依次穿过所述一段内螺纹孔和所述螺栓孔后与所述下固定块18上的内螺纹孔相连接。
44.本实施例中，所述下固定块18上设置有镶套螺母23，所述下固定块18上的所述内螺纹孔设置在所述镶套螺母23上。
45.本实施例中，所述下半外壳2上插接有防水端子24，所述防水端子24内部穿越有连接所述下半空心骨架5上的绕线9的引线25。
46.本实施例中，所述上半外壳1、下半外壳2分别由壳体座26和壳体盖27连接而成。
47.优选的，所述上半外壳1和下半外壳2上分别设置有环氧浇注孔28，所述环氧浇注孔28通过卡扣连接封堵有小封盖29。
48.本实施例中，在所述互感器壳体3上位于一对所述的耳孔板14之间的位置设置有弧形定位板30。
49.本实施例中，所述壳体座26和壳体盖27之间采用超声波焊接进行连接。
50.实施例2：
51.如图7至11所示是一种紧凑型户外开合式电流互感器中，形成增大绕线空间的紧凑型绕线结构的两种实施方式；图中左边部分是紧凑型绕线结构的优选方式之一(对合连接后形成环形椭圆形状)；右边部分是紧凑型绕线结构的优选方式之二(对合连接后形成偏心设置)。
52.为方便起见，优选方式之一简称为环形椭圆紧凑结构；优选方式之一简称为圆形偏心紧凑结构。
53.如图7所示，环形椭圆紧凑结构与圆形偏心紧凑结构的外形尺寸基本一致。
54.其中，环形椭圆紧凑结构的内孔为φ36mm的椭圆内孔，由于椭圆的长轴方向位于垂直于对接面的方向，其能够满足设计紧凑的需要，相比常规的对合连接面为非偏心的圆形对称结构增大了一定的绕线空间，能绕绕制截面更大或者圈数更多的漆包线。
55.上述环形椭圆紧凑结构还可以进一步改进。因为环形椭圆紧凑结构的椭圆有一部分空间未充分利用，同时由于内孔直径正好是φ36mm，后期如果轻微变形，可能φ36mm的标准规格电缆不易穿进去。
56.进一步的改进方案为采用圆形偏心紧凑结构，圆形偏心紧凑结构的内孔直径为φ36.4mm，能够充分保证φ36mm的标准规格电缆穿进去。
57.如图8至9所示，相比同规格的环形椭圆紧凑结构，圆形偏心紧凑结构的空心骨架的塑料壁厚要大于环形椭圆紧凑结构，外壳壁厚由2mm增加到2.2mm，空心骨架壁厚由1.5mm增加到2mm。
58.如图10所示，相比环形椭圆紧凑结构，圆形偏心紧凑结构在互感器准确度性能方面要更好。因为互感器准确度的性能，一方面取决于更粗的漆包线减小绕组的内阻，另一面要求铁心截面够大，同时其磁路长度小，尽量减少损耗从而达到更高的性能。这里先考虑铁心的，再不考虑铁心纵向尺寸，考虑环形椭圆紧凑结构和圆形偏心紧凑结构两者的横向尺寸，都是8.5mm，在纵向铁心尺寸相同的情况下，环形椭圆紧凑结构和圆形偏心紧凑结构的铁心截面相同，但环形椭圆紧凑结构由于是环形椭圆铁心，磁路长度较大，损耗会大一些，而圆形偏心紧凑结构由于是圆形，磁路长度更短，所以综合考虑圆形偏心紧凑结构的铁心性能更优、互感器准确度性能方面要更好。
59.如图11所示，在cad软件中选定绕线空间的面积(黑体部分，为上下两部分黑体面积之和)，利用cad软件自带的区域面积计算功能，计算出环形椭圆紧凑结构和圆形偏心紧凑结构的绕线空间面积如下：
60.环形椭圆紧凑结构绕线空间面积＝上部分黑体面积 上部分黑体面积＝389.1070 570.8891＝959.9961mm261.圆形偏心紧凑结构绕线空间面积＝上部分黑体面积 上部分黑体面积＝454.0089 631.7706＝1085.7795mm262.根据上述计算，进一步得出：圆形偏心紧凑结构绕线空间面积相比环形椭圆紧凑结构绕线空间面积提升了约13.1％的空间。因此可以判断出：圆形偏心紧凑结构是第一优选的结构。
63.当然，根据需要，也可以将上述两种结构结合起来使用。
64.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，包括由半环形的上半外壳和下半外壳相互对合连接而形成的互感器壳体，所述上半外壳和下半外壳内分别设置有半环形的上半空心骨架和下半空心骨架，所述上半空心骨架内设置有半环形的上半铁芯，所述下半空心骨架内设置有半环形的下半铁芯，在所述下半空心骨架的外轮廓上设置有绕线，所述上半外壳和下半外壳的对合连接处、所述上半空心骨架和下半空心骨架的对合连接处、所述上半铁芯和下半铁芯的对合连接处分别形成对合连接的口部，通过将各所述对合连接的口部设置为口部深度尺寸大于口部宽度尺寸从而形成增大绕线空间的紧凑型绕线结构。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，形成所述增大绕线空间的紧凑型绕线结构的方式为：所述上半外壳和下半外壳对合连接后、所述上半空心骨架和下半空心骨架对合连接后、所述上半铁芯和下半铁芯对合连接后分别形成环形椭圆形状，且所述环形椭圆的长轴位于对合连接面的平行方向，所述环形椭圆的短轴位于对合连接面的垂直方向。3.根据权利要求1所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，形成所述增大绕线空间的紧凑型绕线结构的方式为：所述上半外壳和下半外壳对合连接后形成圆形外壳，所述上半空心骨架和下半空心骨架对合连接后形成圆形空心骨架，且所述上半外壳和下半外壳的对合连接面向着所述上半外壳的方向偏心设置，所述上半空心骨架和下半空心骨架的对合连接面向着所述上半空心骨架的方向偏心设置。4.根据权利要求1所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，在所述上半空心骨架内部侧壁与所述上半铁芯之间设置有弹簧顶紧片，在所述上半空心骨架和下半空心骨架的对接处分别设置有骨架挡板和连接所述骨架挡板的密封垫圈，且所述骨架挡板和密封垫圈连接后分别对应嵌置在所述上半外壳、下半外壳上设置的导向定位槽中，所述上半外壳和下半外壳的内部空间分别填充有环氧树脂，所述互感器壳体上设置有一对用于固定一次侧电缆的耳孔板，所述一次侧电缆通过所述耳孔板和连接所述耳孔板的压板、螺钉进行固定。5.根据权利要求1所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，所述上半外壳、下半外壳上分别对应设置有相互对合连接的上固定块和下固定块，所述上固定块和下固定块之间通过特制螺丝和防坠落组合螺丝孔进行连接。6.根据权利要求5所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，所述特制螺丝包括依次连接的螺栓头、光杆段和螺纹段，所述光杆段的外圆直径小于所述螺纹段的螺纹底径；所述防坠落组合螺丝孔包括设置在所述上固定块上的一段内螺纹孔和一段连接在所述内螺纹孔下端的螺栓孔、以及设置在所述下固定块上的内螺纹孔，所述上固定块上的一段内螺纹孔大小、所述下固定块上的内螺纹孔大小分别与所述特制螺丝的螺纹段外螺纹大小相适配，所述特制螺丝的螺纹段旋转进入所述上固定块上的一段内螺纹孔并依次穿过所述一段内螺纹孔和所述螺栓孔后与所述下固定块上的内螺纹孔相连接。7.根据权利要求5所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，所述下固定块上设置有镶套螺母，所述下固定块上的所述内螺纹孔设置在所述镶套螺母上。8.根据权利要求1所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，所述下半外壳上插接有防水端子，所述防水端子内部穿越有连接所述下半空心骨架上的绕线的引线。9.根据权利要求1所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，所述上半外
壳、下半外壳分别由壳体座和壳体盖连接而成；所述上半外壳和下半外壳上分别设置有环氧浇注孔，所述环氧浇注孔通过卡扣连接封堵有小封盖。10.根据权利要求1所述的一种紧凑型户外开合式电流互感器，其特征在于，在所述互感器壳体上位于一对所述的耳孔板之间的位置设置有弧形定位板。
技术总结
本发明公开了一种紧凑型户外开合式电流互感器，包括由上半外壳和下半外壳对合形成的互感器壳体，互感器壳体内设置有上半空心骨架和下半空心骨架，上半空心骨架内设置有上半铁芯，下半空心骨架内设置有下半铁芯，上半空心骨架与上半铁芯之间设置有弹簧顶紧片，下半空心骨架上设置有绕线，上半空心骨架和下半空心骨架的对接处设置有骨架挡板和连接骨架挡板的密封垫圈，且骨架挡板和密封垫圈连接后分别对应嵌置在上半外壳、下半外壳上设置的导向定位槽中，上半外壳和下半外壳的内部空间填充有环氧树脂，互感器壳体上设置有一对耳孔板、连接耳孔板的压板和螺钉。本发明提高了电缆与互感器之间固定的可靠性，并可防止高空作业时螺丝的掉落。丝的掉落。丝的掉落。


技术研发人员：蒋大维
受保护的技术使用者：江阴市星火电子科技有限公司
技术研发日：2021.04.06
技术公布日：2021/6/29