[发明专利]一种零序电流互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种剩余电流保护断路器的零部件，尤其是涉及一种零序电流互感器。

背景技术

相应于任何绝缘良好的电路而言，电路中流入和流出的电流矢量和应该始终为零。要是人们发现流经某一电路中电流的矢量和不为零时，就可以断定该电路中存在剩余电流。剩余电流产生的原因通常是由于绝缘损坏或是接地故障，其结果可能会危害人的生命安全、引起火灾或产生其他危险。

为了避免剩余电流可能产生的危险，除了应保证电路的绝缘免于损坏以及避免接地故障的发生之外，一般在电路中串联一个能对剩余电流起作用的装置作为保护系统，这类装置通常与断路器一起使用，组成剩余电流保护断路器。剩余电流保护断路器能在因绝缘损坏而导致对地电压增大的情况下，对人提供间接接触保护，以及对因接地故障可能会引起的火灾及其他危险提供附加保护。

剩余电流保护断路器中的剩余电流保护装置通常包括一个零序电流互感器、一个电子控制器、一个电磁脱扣器以及一个由数个绝缘部件构成的保护外壳。其中，零序电流互感器用于检测被检测流经其初级线圈电路中的剩余电流，电子控制器收集从零序电流互感器次级线圈感应生成的电信号，经过判断和比较后，产生动作信号，用于控制电磁脱扣器的状态，而电磁脱扣器则是响应电子控制器的动作命令，控制断路器的分合状态。保护外壳则是用来绝缘和隔离剩余电流保护装置中的带电零部件，并对以上所述各部件起到一个支撑和定位的作用。

以四极断路器为例，零序电流互感器用于测量被检测电路对应的四条电路中同时流过电流的总和，因此，零序电流互感器的的中央穿过被互感器外壳用十字形的格局相互隔离的四条电路作为零序电流互感器的初级线圈。理论上，当电路及负载正常工作时，同时流经零序电流互感器中四条电路的电流在每一瞬间矢量和为零，此时，零序电流互感器的铁芯中的感应磁场为零，次级线圈没有电流输出。

然而，由于初级线圈的四条电路在穿过零序电流互感器时的几何结构并非完全对称，因此，尽管电路中流经初级线圈的电流的矢量和为零，初级线圈导电回路产生的不均匀的感应磁场还是会通过零序电流互感器的环形铁芯在次级线圈产生原本不应存在的输出电流。当初级线圈导电回路中流经的电流达到一定程度，次级线圈的输出电流将会超过电子控制器原先设定的动作阈值，此时，电磁脱扣器就会驱动断路器脱扣。剩余电流保护断路器就产生了误动作。

以上用四极断路器为例，在三极或二极电路中也会发生类似情况。

为了减小穿过环形铁芯的初级线圈导电回路产生不均匀的感应磁场对次级线圈的影响，现有的技术是，在绕有次级线圈的环形铁芯外侧有一个差不多完全围绕其的封闭的导磁屏蔽罩，在此导磁屏蔽罩的外侧两边，沿轴向布置着一定数量的由导磁金属制成的轴向屏蔽环，试图通过导磁屏蔽罩和轴向屏蔽环隔离和均衡来自轴向和径向的漏磁场对零序电流互感器的干扰。

现有技术的缺点是，尽管轴向的漏磁场可以通过增加轴向屏蔽环的数量或厚度来满足隔离要求，径向的漏磁场却只有导磁屏蔽罩隔离，因此，在通过较大电流时，仍有漏磁场穿过导磁屏蔽罩薄弱的径向屏蔽层，干扰零序电流互感器的铁芯，使次级线圈产生错误的输出电流。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够消除现有系统的缺陷，特别是避免剩余电流保护断路器在通过较大电流时因漏磁场的干扰而产生的误动作的零序电流互感器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种零序电流互感器，包括环形铁芯41、次级线圈43、轴向屏蔽环44、互感器外壳45和初级线圈导电回路42，所述的次级线圈43绕在环形铁芯41上，该环形铁芯41轴向两侧均设有相同数量的轴向屏蔽环44，所述的互感器外壳45呈环状，且紧密包夹着环形铁芯41、次级线圈43及轴向屏蔽环44，互感器外壳45的中央被十字分隔成四个空间，所述的初级线圈导电回路42穿设在分隔成的空间内，其特征在于，所述的互感器还包括第一径向屏蔽环472和第二径向屏蔽环471，第一径向屏蔽环472和第二径向屏蔽环471分别设在环形铁芯41的径向内外两侧，同轴向屏蔽环44一起紧密包夹住环形铁芯41。

所述的第一径向屏蔽环472和第二径向屏蔽环471均由金属导磁材料制成的条带卷绕制成。

所述的金属导磁材料为硅钢。

条带卷绕的厚度和环形铁芯41轴向两侧的轴向屏蔽环44的数量满足：当使零序电流互感器以最小的体积满足通过规定的最大电流时，不至于因不均匀的感应磁场而在环形铁芯中产生使次级线圈输出误动作电流。

所述的初级线圈导电回路42两端连接有进线端接线端子421及出线端接线端子422。