一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈制造技术

本实用新型专利技术涉及低压断路器的电流传感器技术领域，公开了一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈，新型罗氏线圈包括逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈，二者在一张电路板上相互叠加、首尾串联。新型罗氏线圈作为计量和保护功能于一体的电流传感器，替代低压断路器的计量CT和保护CT，以实现对低压断路器母线回路大电流的精准监测，进而实现断路器的计量和保护功能。本实用新型专利技术所设计的计量和保护一体化新型罗氏线圈无需计算返回匝即可完全抵消等效大线匝产生的干扰磁场，提高了电流测量的精度，最少只需PCB两层板即可完成布线，降低了低压断路器设计难度和成本。降低了低压断路器设计难度和成本。降低了低压断路器设计难度和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈


[0001]本技术涉及低压断路器的电流传感器
，具体涉及一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈。

技术介绍

[0002]低压断路器是配电环节上一个极其重要的电气设备，也是一种广泛使用的电器，它是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
[0003]将电流互感器（CT）一次侧串联在低压断路器的母线回路中，二次侧串联在低压断路器的测量和保护电路中以实现计量和保护功能。在回路正常时，断路器依靠计量CT监测回路电流以及保护CT取能供断路器主电路使用。当线路发生严重过载或者短路及欠压等故障时，保护CT同样可以测量回路电流，进而由断路器主电路进行处理，命令分合闸机构切断回路。因此，无论回路正常与否，CT都要能够精准测量回路电流。但是CT会因为带有磁芯而出现过电流饱和的情况，导致测量断路器母线回路电流出现偏差，进一步导致断路器过流保护失准。为了解决这个问题，目前普遍采用无磁性磁芯的罗氏线圈替代计量CT，就不会出现过流饱和、计量不准的情况。
[0004]目前罗氏线圈有普通罗氏线圈和PCB罗氏线圈，普通罗氏线圈为人工绕制或者机器绕制，绕线不够均匀，同批次产品质量参差不齐。传统的PCB罗氏线圈虽然以印刷电路板为骨架提高了制作精度，但是需要计算返回匝的半径严格等于罗氏线圈形成的等效大线匝的等效半径，如此才能使得返回匝产生磁场刚好反向抵消等效大线匝产生的干扰磁场（干扰磁场垂直于罗氏线圈平面，即沿着罗氏线圈轴向），而且经过严格计算的返回匝其产生的磁场依然无法完全抵消干扰磁场。另外，传统的PCB罗氏线圈带有返回匝，因此PCB板层数至少为四层，实际应用成本偏高。同时，传统罗氏线圈走线对PCB板的利用率较低，走线覆盖面小，绕线匝数少，进而导致精度不高。

技术实现思路

[0005]为解决以上问题，本技术提供了一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈。
[0006]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈，包括逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈，逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈相互叠加，印制在同一张电路板上，其中印制电路板为两层或多层PCB结构，新型罗氏线圈骨架为环形PCB，扁平状，环形PCB中心预留有断路器的母线走线孔。所述新型罗氏线圈上设有PCB过孔，所有过孔直径大小相同，环形PCB最外侧预留两个对外过孔用于与外部电路进行连接，一个为进线孔，一个为出线孔；除进线孔和出线孔以外的所有过孔均为安装孔，安装孔分为外圈安装孔，中间圈安装孔，次内圈安装孔，内圈安装孔。
[0008]进一步地，所述新型罗氏线圈上有PCB走线，走线分布于PCB板的顶层和底层，顶层走线和底层走线只通过安装孔依次连接。
[0009]进一步地，所述新型罗氏线圈，设置有外圈安装孔的数目为3N
‑
1或者3N个，各个安装孔在以母线走线孔的中心为圆心的外圈圆上等角度120/N度排列；中间圈安装孔、次内圈安装孔和内圈安装孔数目均为N个，同样在以母线走线孔的中心为圆心的不同圆上等角度360/N度排列，各个圆的半径不同；中间圈安装孔位于环形PCB的中间位置附近，而最内两圈的安装孔也尽量靠近但不接触，用于容纳更多的走线，提高匝数。
[0010]进一步地，所述逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈匝数相等。
[0011]进一步地，所述逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈仅在尾部和头部串联连接。
[0012]进一步地，新型罗氏线圈替代低压断路器的计量CT和保护CT，实现计量和保护一体化，低压断路器回路母线穿过新型罗氏线圈预留的母线走线孔，此时新型罗氏线圈上感应出交流感应电压信号，信号依次通过进线孔、逆时针PCB罗氏线圈、顺时针PCB罗氏线圈及出线孔。
[0013]本技术的有益技术效果为：
[0014]通过替代低压断路器的计量CT和保护CT，可以实现计量和保护一体化，节省断路器结构空间，结构小巧，可以解决在低压断路器狭小空间内测量的问题，以便低压断路器轻量化设计。
[0015]相比传统PCB罗氏线圈，新型罗氏线圈无需计算返回匝的半径，方便设计，逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈所产生的干扰磁场沿着线圈轴向两端，可以互相抵消，还可以通过提高绕线匝数提高低压断路器的计量精度和灵敏度。
附图说明
[0016]图1是本技术一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈结构示意图。
[0017]图2是本技术逆时针PCB罗氏线圈结构示意图。
[0018]图3是本技术顺时针PCB罗氏线圈结构示意图。
[0019]附图标号：1为母线走线孔，2为进线孔，3为出线孔，4为外圈安装孔，5为中间圈安装孔，6为次内圈安装孔，7为内圈安装孔，8为顶层走线，9为底层走线，10为尾部，11为头部。
具体实施方式
[0020]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不限定本技术。
[0021]实施例1：
[0022]如图1所示，一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈，包括一个逆时针PCB罗氏线圈、顺时针PCB罗氏线圈、放大电路模块、积分电路模块、隔直电路模块、计量模块以及保护模块。
[0023]所述新型罗氏线圈由逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈相互叠加而成，最
终印刷制作在同一张PCB板上。
[0024]所述新型罗氏线圈制作成印制电路板形状，为两层PCB结构，如图1所示，整个新型罗氏线圈骨架为环形PCB，扁平状，中心预留有断路器的母线走线孔1以便所测母线回路电流的导线通过。
[0025]所述新型罗氏线圈上有PCB过孔，其中所有过孔直径大小相同，只有环形PCB最外侧预留两个对外过孔用于与外部电路进行连接。一个为进线孔2，一个为出线孔3。除了一个进线孔2和一个出线孔3以外的所有过孔均为安装孔，其中安装孔分为外圈安装孔4，中间圈安装孔5，次内圈安装孔6，内圈安装孔7。
[0026]所述新型罗氏线圈上有PCB走线，走线分布于PCB两层板的顶层和底层，如图1所示，实线为顶层走线8，虚线为底层走线9，顶层走线8和底层走线9只通过安装孔依次连接。
[0027]所述新型罗氏线圈，如图1所示，其中外圈安装孔4的数目为35个，各个安装孔在以母线走线孔1的中心为圆心的外圈圆上等角度10度排列，以达到线圈对称的目的。而中间圈安装孔5、次内圈安装孔6和内圈安装孔7数目均为12个，同样在以母线走线孔1的中心为圆心的不同圆上等角度30度排列，各个圆的半径不同，根据具体情况选择。中间圈安装孔5位于环形PCB的中间位置附近，在环形PCB的适当位置放置中间圈安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈，其特征在于，新型罗氏线圈包括逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈，逆时针PCB罗氏线圈和顺时针PCB罗氏线圈相互叠加，印制在同一张电路板上，其中印制电路板为两层或多层PCB结构，新型罗氏线圈骨架为环形PCB，扁平状，环形PCB中心预留有断路器的母线走线孔；所述新型罗氏线圈上设有PCB过孔，所有过孔直径大小相同，环形PCB最外侧预留两个对外过孔用于与外部电路进行连接，一个为进线孔，一个为出线孔；除进线孔和出线孔以外的所有过孔均为安装孔，安装孔分为外圈安装孔，中间圈安装孔，次内圈安装孔，内圈安装孔。2.根据权利要求1所述的一种用于低压断路器计量和保护一体的新型罗氏线圈，其特征在于，所述新型罗氏线圈上有PCB走线，走线分布于PCB板的顶层和底层，顶层走线和底层走线只通过安装孔依次连接。3.根据权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范建华，贾鹤，陈景峰，丁明亮，张勋，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：