专利名称：具有两次通过的电子跳闸装置的互感器单元的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及借助电子处理实现的开关(switchgear)单元的跳闸。更具 体地，本发明涉及一种用于向能整合到现有开关单元中的电子跳闸装置供电 的电流互感器(currenttransformer)单元，现有开关单元的热损失被最小化。
才艮据一个特征，本发明涉及一种变流(currenttransformation)元件，其 中虽然一次导体是刚性的，也绕磁路缠绕，且仅包括单个焊点。具有多个元 件的单元和包含变换(transformation)元件的跳闸装置(trip device)也是发 明目的。
本发明还涉及用于装配变换元件的方法，该方法包括安装一次导体的两 部件、这些部件的至少一个的变形及其焊接。
背景技术：
断路器(circuit breaker) 1作用于电源线路的主导体上，图1的架构中 示出了三个主导体。主导体经由接线条2连接到开关单元3的触点上，所述 触点能够使在那里流过的一次电流闭合或断开。塑壳(moulded case )断路 器1的整体尺寸或多或少被标准化，并且被开关单元3的范围限定。塑壳断 路器1包括本身经由接线条5连接至电源线路的跳闸装置4，跳闸装置使得 开关单元3的触点以及时的方式被促动。跳闸装置4被装入到外壳6中，该 外壳设置在断路器1和/或开关单元3的壳体中。通常跳闸装置是可移除的， 只有当断路器和/或开关单元^皮安装好时，才将跳闸装置装入到其中。此外， 为了满足各种需求，跳闸装置4通常是可交换的，这些需求的范围是从基本 保护到最高级保护，包括多设置点和/或不同的测量功能，如电压，功率和/ 或能量测量。
传统类型的跳闸装置4是电子跳闸装置，包括与电流互感器单元8相关 联的电子模块7。电子模块7包括印刷电路板类型的集成处理单元，该集成 处理单元被保护在由绝缘材料制成的壳体中，经由适当的连接器9从单元8 接收指示配电电流的信号。当电流信号的值以预设时间超过预设阈值时，处理单元向开关单元3发送信号来分开其成对的触点。
互感器单元8有两个主要功能向电子模块7提供代表在要被保护的电 源线路中流过的电流的输入信号，并且为跳闸装置4的操作提供必要的电力。 实际上，与电源线路相关联的一次电流具有与电子处理模块7不相配的值。 因此，互感器单元8包含用于每极的变换元件10，在图2中示意地示出，变 换元件主要包括磁路12, —次导体14穿过该》兹路，其中该一次导体来自电 源5并经由其另一端5，连接至开关单元3。包括具有螺旋线匝的绕组的二 次电路16用于变流并且将必要信号输送到电子模块7。
互感器单元8能够以可在电源缺省值和工作值之间变化的一次电流而操 作。在这两种情况下，磁路12的磁化强度(magnetisation)必须与信号传输 相适应，弱电流时也足够而强电流时也不饱和。文献US 5 015 983已经提出， 将一次导体14缠绕在磁路12上，以便保持电子模块7上的恒定输入功率而 不牺牲电流互感器IO的灵敏度。由于电子跳闸装置4的连接接线条5、 5， 由刚性导电材料制造以便于连接和装配， 一次绕组一般包括至少三个部件， 其中，中间部件在两端处焊接至电流输入条。为了获得小的定额，中间部件 可以是柔性的。当工作电流强度增加时，绕组线匝横截面增加，缠绕导体的 难度也增加。于是，经过用专用工具预先成形，导体变为缠绕形式。
虽然从操作的观点看，这些解决方案是令人满意的，但对于每个一次导 体14至少需要两个焊点。除了所需时间和必要操作数量导致的成本增加以 及故障风险增加之外，这些焊点降低了整个组件的电阻，增加了热损耗。
发明内容
除了其它优势，本发明的目的是弥补现有变换元件的不足，并且较少一 次导体安装步骤同时符合尺寸限制。
根据一个特征，本发明涉及一种变流元件，其中，特别是由弯折金属板 制成的刚性一次导体绕磁路形成大致矩形的环路。为了减小发热， 一次导体 仅包括两个部件，这两个部件在环路的水平高度处经由一端焊接或者紧固。 为了使导体的每个部件都能穿过;兹路的中心，至少一个部件在其端部处不能 完全弯折。特别地，环路两侧之间的角为钝角，并且， 一旦它被安装在变换 元件的壳体中时，该角接近90。。
特别地，根据本发明的变流元件包括由二次绕组部分地环绕的^^各，该绕组被设置有优选地为矩形的通道的壳体保护，该通道穿过》兹路。刚性一次 导体，优选地从金属板上切出并且弯折，在其端部处包括两个输入和输出终 端连接条，该一次导体两次穿过壳体的通道，从而形成大致矩形的环路。导 体可被分为九个接续的部分，两个接线条与两个中间部分包围成环，环由两 个在通道内平行且便于共面的部分組成，具有与两个中间部分相关联的两个
的两个横向部分。优选地，终端连接条彼此平行，且有利地相对于彼此平移， 特别地，通过通道部分和相对部分限定了四个平行平面。为了使导体能够被 安装到壳箱周围，并优化焊接和其它巻边强度，导体包括两部件，该部件在 终端连接条和位于环路一部分上的接合端之间。导体每部件的端部优选地包 括接合机构，例如结合能够被插入到孔中的凸起部操作。导体的两部件可以 是对称的也可以是非对称的。
虽然对于根据本发明的元件，无论导体的环路的切口如何，导体的至少 一个预形成部件都不能被安装在通道中， 一旦安装，只要使至少一个部件变 形就可获得最终构造。变形优选地在分开导体的部件的两个部分的折弯之一 的水平高度处实现。特别地，有利地，将导体的每个部件都大致弯折成最终
形状，仅比最终形式敞开几个角(angle)或甚至一个角。
因此，本发明涉及一种方法，其中，导体的每个部件被安装，并且至少 一个部件或者两个部件通过闭合该一个或两个部件的两个端部之间的一个 或多个角而变形，使得部件的接合端配合。然后，进行焊接或者紧固。有利 的是，导体只有一个部件不充分闭合，其在插入第二导体部件之前安装在壳 体的通道中并变形。
根据本发明的变流元件用于开关设备的电子跳闸装置中。优选地，多个 元件被关联以形成具有与开关设备的极数对应的多极的单元。有利地，元件 的连接条对齐，以方便安装。在这样的单元中的装配可接续地进行，但根据 本发明优选的是，在继续其它过程之前对导体的每个部件直接重复本方法的 各步骤。特别地，有利的是同时进行各部件的变形。
单元或元件与电子模块相关联，以便形成电子跳闸装置。优选地，存在 适当机构的话，通过将模块夹紧到互感器单元或元件上而进行装配。连接器 从二次绕组向电子模块传递信息。跳闸装置能够与开关设备相关联，以便形成也是本发明目的的断路器。
通过以下对本发明具体实施例的描述，其它优势和特征将会更加明显。 附图中所示的实施例仅用于示例而决非限制本发明。
图l示出了断路器，包括根据本发明实施例的互感器单元的电子跳闸装 置能够被安装在其中。
图2示意性地示出了电子跳闸装置的变换元件的操作。
图3显示了根据本发明优选实施例的电子跳闸装置。
图4显示了用于根据本发明的变换元件的一次导体的大致形状。
图5A和5B示出了根据本发明实施例的变换元件的一次导体的装配步骤。
具体实施例方式
以下将根据用于图1所示的三极电流断路器1的优选实施例描述本发 明，该断路器包括三对触点用来中断三相中的每一相的电流。但是，根据本 发明的变换元件10和/或单元8可适用于现有的不同"塑壳"开关设备中， 特别是25到100A,甚至250A,而与极的数量无关。
为了简化对本发明优选实施例的说明，将相对于装配/安装位置来描述互 感器单元8，在该位置中，断路器l平放，壳体的凹部6面向上。诸如"横 向"、"侧向"、"顶部"、"水平高度(level)"等这样的相对位置术语的使用 不应被视为限制性因素。
如图1所示，跳闸装置4限定了插置在断路器1的壳体的凹部6中的外 部封壳。还如图3所示，所述封壳通过电子处理模块7与电流互感器单元8 的装配示出。互感器单元包括适当数量的变换元件10!、 102、 103，每个元件 都用于电源线路的导体，这些元件紧固至彼此以形成整块8或者仍然保持彼 此独立。每个变换元件10使得与电源线路相关联的高值一次电流变换为与 电子处理模块7相配合的二次电流。优选地，根据本发明的变换元件进一步 包括为电子跳闸装置4供应电流的整流电路。
因此，每个变换元件IO与一次导体14相关联，该一次导体被设计为经 由一端连接至电源线路，并经由另一端连接至开关设备3。为此， 一次导体14设置有输入(负载侧)终端连接条5和输出终端连接条5，，这两个连接 条优选地彼此平行。为简化连接，每个连接条5、 5'由诸如铝或铜制成的刚 性导电金属板形成，其横截面和尺寸适于所传输的电流且设置有孔18、 18，。 特别地，负载侧连接条5具有相对于电源值的标准化尺寸，输出连接条5,'、 52'、 53，的形状取决于开关单元3。特别地，负载侧连接条5是边长测得为 13mm的正方形，并在厚度为2mm的铜中钻有直径约9.5到10mm的孔18, 而线路侧连接条5，可以是边长测得为7到10mm的矩形，且具有允许位置 偏差的椭圓孔18，(例如椭圆孔的短边为4.5到4.7mm，长边为6到6.5mm )。
为了方便于开关单元3和电子模块7装配，根据本发明的变换元件10 的磁路12优选为矩形。磁路12在一侧、优选在矩形的较小底侧上被线圈16 环绕，以使得形成该线圈的二次导体16数次穿过^^各12。 二次绕组16在其 端部处包括连接器9，该连接器被连接至电子模块以便向其传送关于二次信 号(即，关于二次电流)的信息，其本身给出关于一次电流的直接信息。连 接器9优选地适用于连接在印刷电路板的边缘上，如文献FR 2 907 265所描 述的那样。磁路12和二次绕组16被安装在具有适当形状的绝缘壳体20中， 该壳体基本上是长方体并设置有用于一次导体14穿过的通道22。根据所需 的选择，辅助设备可与变换元件10的壳体20相关联，例如电压测量或者电 压增加形式的辅助设备。
根据本发明的变换元件10特别地适于低额定值断路器，特别是在25到 100A的范围内。为了获得代表变换后电流的信号， 一次导体14必须多次穿 过磁路12，这是因为工作模式下在其中流过的电流不具有用于跳闸装置4 的电源阈值和测量的足够水平。因此，导体14必须绕跳闸装置4或者与其 相关联的任何传感器的磁路12缠绕，以便能够为测量和电源正确处理信号。 如此形成的环路24具有大致的矩形形状，穿过通道22的一侧由导体14的 两部分26形成。除了对导体的依赖于流过其中的电流强度的横截面的限制 之外，导体14还在其整个长度上都是刚性的以保持环路24围绕磁路12的 位置。特别地，在通道22的水平高度上保持导体14的线匝26之间的距离， 从而不用绝缘物直接覆盖该通道22。
如图4所示，优选地，穿过通道22的导体的两部分26p 262在同一平 面中，并且被足够的空间分隔开用于绝缘或者用于安装额外的绝缘屏蔽物。 根据本发明优选实施例， 一次导体14围绕磁路12缠绕了多于一匝，特别地为1又八分之一匝。导体14的负载侧连接条5和线路侧连接条5，在断路器 1的壳体内实际上彼此偏移，且变换元件IO允许这种限制。由导体的接线条 5、 5，以及由导体穿过通道22的部分26限定的平面优选是平行的，以避免 形成导体14的金属板发生扭转。 于是导体14相继包括
1) 平的第一终端连接条51;
2) 第一中间部分28p与第一终端连接条形成一角度；
3) 第一通道部分26p与第一终端连接条5!大致平行；
4) 第一横向部分30i,与第一通道部分26!大致正交；
5) 相对部分32，与通道部分26i的部分大致平^";
6) 第二横向部分302，与第一横向部分30,大致平行；
7) 第二通道部分262，与所述第一通道部分26i共面；
8) 第二中间部分282，与第二通道部分262形成一角度；
9) 第二终端连接条52。
为了确保磁路22中的两通道26 (即，26p 262两部分之间)共面，要 对中间部分28! 、 282和至少一个横向部分30!进行适当切割。
为了在壳体20周围和穿过通道22安置上述三维构造，需要将导体14 制造为至少两个部件，且建议采用焊接连接它们。根据本发明，为了降低由 于焊点高电阻产生的热量，根据本发明的元件10的导体14制造为两个部件 34" 342，每个部件包含端部条5p 52的一个。此外，减少焊点36的数量， 在所关注的制造时间和成本上也具有优势，同时增加了可靠性。
然而，电子跳闸装置4和电子跳闸装置4的互感器单元8的尺寸限制使 得，不能将导体在其环路24的水平高度上分成两部分，也不能将从矩形环 路24中选取的导体形状插置到磁路12的壳体20的通道22中。例如，对于 25到IOOA范围的断路器I，壳体20所包含的矩形通道22在平行于连接条 5、 5，方向上具有宽度122= 14mm，还具有高度h22=6mm，深度p22=15.5mm。 导体14的横截面根据在其中流过的电流(在10A/mn^的范围内)定标，以 使得穿过通道22的导体的两部分26在厚度h26=2mm时具有最小宽度 I26=5mm，并且根据绝缘空隙必须分开大约0.5或lmm间隔。导体14所缠 绕的壳体部分38厚度至少为h38=8mm (深度p38=l5.5mm时)。无论环路24 采用何种切口 ， 一旦成形，导体14的部件34中的一个至少不能穿过通道22。
10根据本发明，虽然是刚性的，导体的至少一个部件3+在插入通道22 之前未成形为最终形状。但是为了使刚性导体能够绕着模制塑料制成的壳体 20 "变形"，每个部件34都由金属制成、折叠至大致的最终形状。特别地， 如图5A所示，只有在第一部件34,的接合点36的水平高度上的终端部分、 在此对应于相对部分32，从其最终位置移开开度超过90。的角，这对于环路 24是推荐的，以使得所述部件34,能够插进通道22中。夹紧式紧固机构在 未充分弯折的部件上施加压力以封闭环路24，改变相应角度来形成如图5B 所示的最终构型。因为变形发生在前期已经弯折的地方，所以变形与导体14 的刚度和箱体20的脆性相适应。
有利地，导体的第一部件3^包括尺寸能够穿过通道22的输出接线条 5，；与接线条5,成90到120。角的中间部分28!;通道部分26r，大致正交的 横向部分30P设置为形成与环路24的通道部分26的水平偏移；环路24的 相对部分32,虽然它平行于接线条5,,甚至在橫向部分30i的延长部分中， 但它与横向部分30i成超过90。的角，比如约100到135。，特别地为115。。 第一部件3+的终端部分、在此为相对部分32,在该相对部分的端部处i殳置 有接合机构，特别是凸起部36i。导体的第二部件342包括输入接线条5; 中间部分282,与输入接线条大致正交，并且在一侧上具有宽度梯度，以便 到达与接线条52大致平行但尺寸更小的通道部分262;大致正交的横向部分 302，在其端部处设置有与第一部件的接合装置协作的接合装置362，在此比 如孔。
为了装配，通过将接线条5，插入通道22进行导体第一部件34!的插入 的第一步骤。 一旦第一通道部分26j皮安装到通道22的适当位置中，则进行 第二步骤，通过弯折端部部分32而使第一部件34!成形。装配通过经由第二 部件342的端部部分302、 362将导体的第二部件342插入而继续。通过两部 件3+、 342的接合装置36！、 362之间的配合，这两部件被连接在一起，例如 如图4所示的孔和凸起部配合，或者如图5所示的两个互补的突出部配合， 或者任意其它的解决方案。最后，进行焊接。在孔22的水平高度处，将绝 缘物安装在两部件34。 342之间。还可以在导体两部件34p 342被放置在通 道22后，进行第一部件34,的变形。此外，虽然焊接是优选的紧固方式，但 是其它紧固方法也是可行的，比如将两个端部36！、 362彼此巻曲。
在某些构造中，特别地将接合点36安置在最适合安装的位置，和/或如果输出接线条5，不能穿过壳体20的通道22,两部件34都不做成最终构造， 而在;兹路12的壳体20周围通过闭合两部分之间的终端角来完成两个变形也 是可行的。例如，导体两部件34可以是对称的。还可以设想，打开部件34 之一的三部分之间的两个角以及进行部件的两个变形。形成一次导体14的 两部件34实际上具有便于安装和装配的几何结构及切口 。
可以对每个变换元件IO进行这样的装配，然后这些变换元件再紧固到 一起形成包括适当数量导体14的块。根据另一选择，整块8包括^磁路12, 二次绕组16,以及可包含在壳体中的传感器类型的附加元件。每个导体14 装配在电子元件10,上，形成其在通道22水平高度上的部件。在继续装配前， 优选接连地完成所有导体14的每个装配步骤。特别地，通过角的闭合进行 变形是分组在同 一时间同时或连续完成的。
无论极的数量，根据本发明的互感器单元8优选地如专利申请FR 08 00130所描述的那样与集成电子模块7相关联。尽管如螺钉紧固这样的其它 固定方法也是可行的，利用根据本发明的互感器单元8的跳闸装置4的电子 模块7有利地包括通过柔性接合或夹紧而紧固至互感器单元8的壳体。这种 方法有利于快速且直接的装配，同时允许采用适当的工具拆卸。随着夹子沿 垂直轴线的"作业"，闭锁的形状的优化进一步确保了组件对应力的抵抗。
跳闸装置4能够安装在断路器1的壳体中并联接至开关单元3。当开始 装配时，跳闸装置4和开关单元3的连接条5，的孔彼此面对，并通过棒状 辅助设备固定。为了简化和加速这两个构件的安装，根据本发明的跳闸装置 4设置有可断(breakable )螺钉40，例如如文献FR 2 881 485或FR 2 840 373 所述的类型，螺钉的顶端可联接至纵向元件，以便对齐而直接定位在连接孔 5，中(见图1)。每个螺钉40都被拧紧，当拧紧扭矩足够时，留有螺钉的一 部分。螺钉40的底部进行连接，而端部联接在纵向元件上，牢固地附连至 壳体或者可被去除。这种选择可以防止小部件丢失在配电拒中。
因此，根据本发明的安装方案可使下述成为可能
-通过减少接合点36,降低发生质量问题和/或者调整的数量；
-通过减少部件34和装卸操作的数量，可减少安装阶段的数量并减轻 安装阶段的复杂性，而降低设备成本；
-减少设备的发热点36;
-通过使用柔性接头和在单元8和模块7的组件中消除错误几率的防错手段，便于电子跳闸装置4的组装。
虽然参考电气开关设备的电子跳闸系统描述了本发明，但本发明并不局 限于此。本发明可涉及其它元件。特别地，具有两部件的导体的设计能够被 用于其它电流传感器或互感器中。
权利要求
1、一种用于开关设备(3)的跳闸装置(4)的电流互感器元件(10)，包括-壳体(20)，其中，定位有被二次绕组(16)部分地环绕的磁路(12)，所述壳体(20)设置有穿过该磁路(12)的通道(22)；和-一次导体(14)，在其端部处包括两个输入和输出接线条(5、5’)，所述导体(14)形成大致为矩形的环路(24)，以便在该导体的两个通道部分(26)的水平高度处两次穿过所述通道(22)，所述两个部分的每个都通过中间部分(28)连接至接线条(5)，以使得所述导体(14)相继包括第一接线条(51)，第一中间部分(281)，第一通道部分(261)，第一横向部分(301)，相对部分(32)，第二横向部分(302)，第二通道部分(262)，第二中间部分(282)和第二接线条(52)，所述通道部分和相对部分(26、32)大致平行，且所述横向部分(30)与该相对部分大致正交；其特征在于，所述导体(14)是刚性的，由弯折的金属制成，且包括两个牢固地附连至彼此的部件(341、342)，所述导体(34)的每个部件包括接线条(5)和接合端(36)。
2、 根据权利要求1所述的元件，其中，所述导体(14)的两个部件(34"342 )通过焊接彼此固定。
3、 根据权利要求1或2中的一项所述的元件，其中，所述导体(14)的两个通道部分(26)是共面的。
4、 根据权利要求1至3中的一项所述的元件，所述接线条(5、 5')与所述通道部分(26 )和相对部分(32 )平行。
5、 根据权利要求4所述的元件，其中，所述接线条(5、 5，)每个都处于与所述通道部分(26)不同的平面中，且所述接线条彼此偏移。
6、 根据权利要求1至5中的一项所述的元件，其中，所述导体的两个部件(34!、 342)关于彼此对称。
7、 一种电流互感器单元(8)，包括多个根据权利要求1至6中的一项所述的元件(10),其中，每个元件(10,、 102、 103)的输入接线条(5)，输出接线条(5，)是分别排成行的。
8、 根据权利要求7所述的单元，其中，每个元件(10)的壳体(20)牢固地固定至彼此并包括夹紧机构。
9、 一种开关单元的跳闸装置(4)，包括多个根据权利要求1至6中的 一项所述的元件(10)或者包括根据权利要求7或8中的一项所述的单元(8) 以及电子模块(7)，该电子模块通过连接器(9)连接至所述元件或单元的 每个二次绕组(16)。
10、 一种断路器，包括根据权利要求9所述的跳闸装置(4)和设置有 相对于彼此可移动的触点的开关设备(3 )，所述触点能够通过所述跳闸装置(4)促动。
11、 一种电流互感器元件(10)的装配方法，该电流互感器元件(10) 包括被容纳在壳体(20)中的二次绕组(16)部分地环绕的^f兹路(12),该 壳体(20)设置有穿过所述磁路(12)的通道(22)，所述方法包括隱将刚性一次导体的第一部件(34i)插入到所述通道(22)中，该第一 部件包括接线条()和第一接合端(36i);-将刚性一次导体的第二部件(342)插入到所述通道(22)中，该第二 部件包括接线条(52)和第二接合端(362 );-在第一导体的部件(34J的接合端(36J的水平高度处，使该第一 导体的部件(34J变形；-使这两个接合端(36!、 362 )固定，所述导体(34)的两个部件由此 形成大致的矩形环路(24)。
12、 根据权利要求11所述的装配方法，所述两个接合端(36^ 362 )的 固定通过焊接实现。
13、 根据权利要求11或12中的一项所述的方法，其中，在插入导体的 第二部件(342)之前，在导体的第一部件(34J上进行第一导体的部件的 变形。
14、 根据权利要求11至13中的一项所述的方法，包括，在所述接合端 固定之前，在第一导体的每个部件的接合端的水平高度处进行第一导体的每 个部件的变形。
15、 根据权利要求11至14中的一项所述的方法，第一导体(34)的部 件的变形通过加重所述部件的预先弯折而实现。
16、 一种用于装配互感器单元(8)的方法，其中该互感器单元包括多 个磁路(12)，所述磁路被容纳在壳体(20)中的二次绕组(16)部分地围绕，该壳体设置有穿过所述磁路(12)的通道(22)，所述方法包括，对所 述单元的每个一次导体(14)重复根据权利要求11至15中的一项所述的用 于装配元件(10)的方法的每个步骤，以便同时安装所述导体。
17、 一种用于装配电子跳闸装置的方法，该方法包括进行根据权利要求 11至16中的一项的装配后，将电子模块(7)的壳体夹紧到单元(8)或变 换元件(10)上。
全文摘要
本发明涉及具有两次通过的电子跳闸装置的互感器单元。电子跳闸装置包括与电流变换元件(10)相关联的电子模块用于每个导体。根据本发明，一次导体(14)绕磁路形成环路，尽管该一次导体是刚性的，其仅包括单个易产生热损失的焊点(36)。为此，导体(14)通过弯折金属板预成形。绕每个变换元件(10)的壳体(20)完成导体的两个部件之一的弯折。
文档编号H01F38/30GK101552127SQ20091000239
公开日2009年10月7日 申请日期2009年1月12日 优先权日2008年1月10日
发明者弗雷德里克·托蒂布迪恩 申请人:施耐德电器工业公司