專(zhuān)利名稱(chēng)：斷路器的負(fù)荷電流檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斷路器交流負(fù)荷電流檢測(cè)方法，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前低壓空氣斷路器如DZ10、DZ15、DZ20在電力系統(tǒng)廣泛使用，但是它們的過(guò)流保護(hù)一般采用雙金屬片或油杯來(lái)實(shí)現(xiàn)，受溫度影響大，且無(wú)法顯示負(fù)荷的實(shí)際電流。斷路器智能化要求斷路器內(nèi)部能檢測(cè)負(fù)荷電流以便實(shí)現(xiàn)顯示及智能化保護(hù)，目前斷路器測(cè)負(fù)荷電流一般方法在用電流互感器穿過(guò)斷路器內(nèi)部的匯流銅排/銅線(xiàn)，互感器的輸出就對(duì)應(yīng)負(fù)荷電流大小。這種方法的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的1、因?yàn)閿嗦菲髫?fù)荷電流較大，一般在幾十安培到上千安培，內(nèi)部所用的匯流銅排/銅線(xiàn)較粗，這就要求電流互感器穿孔口徑要很大，相對(duì)體積也很大。2、由于電流較大，為了防止互感器飽和，互感器的磁路和截面積都要求設(shè)計(jì)的很大，這也導(dǎo)致了互感器體積龐大。3、由于現(xiàn)有的斷路器在設(shè)計(jì)時(shí)均未考慮測(cè)量負(fù)荷電流的問(wèn)題，因此斷路器內(nèi)部空間狹小(特別是漏電斷路器內(nèi)部由于有漏電互感器空間更小)根本不可能安裝大電流互感器。為了安裝大電流互感器，廠(chǎng)家必須重新設(shè)計(jì)整個(gè)斷路器外殼以及匯流銅排/銅線(xiàn)，這樣就導(dǎo)致了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用和生產(chǎn)成本提高，另外斷路器的體積明顯增大不利于安裝。由于普通的斷路器如dz、dw系列我國(guó)在制造技術(shù)相當(dāng)成熟，如果能在現(xiàn)有的斷路器上低成本增加電流檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)智能化將非常有實(shí)用性。本發(fā)明提出一種低成本在斷路器上增加電流檢測(cè)的方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在斷路器上增加電流檢測(cè)，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有斷路器作大的改動(dòng)，并且改造后斷路器體積與安裝尺寸基本不變。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是在斷路器原有的匯流銅排\銅線(xiàn)上并聯(lián)一條截面積相對(duì)匯流銅排\銅線(xiàn)小得多的取樣導(dǎo)線(xiàn)，取樣導(dǎo)線(xiàn)上面穿有磁環(huán)，磁環(huán)上繞有線(xiàn)圈。根據(jù)歐姆定律，取樣導(dǎo)線(xiàn)中的電流與斷路器匯流銅排\銅線(xiàn)的電流成比例，并且電流很小。這樣磁環(huán)可以選的很小，而不必?fù)?dān)心飽和。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，磁環(huán)上線(xiàn)圈中的電流正比于取樣導(dǎo)線(xiàn)的電流，即測(cè)出線(xiàn)圈中的電流即可得到斷路器負(fù)荷電流的大小。
本發(fā)明的有益效果是可在現(xiàn)有斷路器上增加電流檢測(cè)，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有斷路器作大的改動(dòng)，并且改造后斷路器體積與安裝尺寸基本不變。而且成本低、生產(chǎn)方便。
附圖一為本發(fā)明的原理圖，下面結(jié)合附圖一來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理。
本發(fā)明由匯流銅排/銅線(xiàn)(1)、取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)，磁環(huán)(3)、線(xiàn)圈(4)以及電阻(5)。取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)安裝在斷路器其中一根匯流銅排/銅線(xiàn)(1)上，其首末二端分別安裝匯流銅排/銅線(xiàn)首末二端，相當(dāng)于取樣導(dǎo)線(xiàn)并聯(lián)在匯流銅排/銅線(xiàn)上。我們知道除了超導(dǎo)材料，所有的導(dǎo)體均存在電阻，銅也不例外。匯流銅排/銅線(xiàn)(1)也存在電阻，大約為幾十微歐姆，同樣取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)也存在電阻。因此取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)與匯流銅排/銅線(xiàn)(1)的連接可以看成一個(gè)并聯(lián)電路，設(shè)匯流銅排/銅線(xiàn)(1)的電阻為R1，流過(guò)的電流為I1；取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的電阻為R2，流過(guò)的電流為I2.根據(jù)歐姆定律I1*R1＝I2*R2，得到I1/I2＝R2/R1。即流過(guò)取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的電流與匯流銅排/銅線(xiàn)(1)中的電流成比例，與他們的電阻成反比。由于匯流銅排/銅線(xiàn)(1)和取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的長(zhǎng)度、截面積均固定，因此測(cè)出取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的電流就可以得到匯流銅排/銅線(xiàn)(1)的電流。
由于導(dǎo)體的電阻與其截面積成反比，即截面積越大電阻越小。取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的截面積遠(yuǎn)小于匯流排/銅線(xiàn)(1)的截面積，因此取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的電阻大于匯流排1(大約大幾百倍)，取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的電流I1遠(yuǎn)小于匯流銅排/銅線(xiàn)(1)的電流I2。而斷路器負(fù)荷電流I＝I1+I2因I1＞＞I2 I1＝K*I2。因此I≈I1 I≈K*I2.可見(jiàn)只要測(cè)出取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的電流即可計(jì)算出斷路器負(fù)荷電流大小。用一個(gè)軟磁材料構(gòu)成的磁環(huán)(3)穿過(guò)取樣導(dǎo)線(xiàn)，軟磁環(huán)上均勻繞有線(xiàn)圈(4)。
E2I2＝ExIxE2/Ex＝1/NxE2為一次側(cè)(取樣導(dǎo)線(xiàn))感應(yīng)電勢(shì)。
Ex為二次側(cè)(磁環(huán)上的線(xiàn)圈)感應(yīng)電勢(shì)，Nx為線(xiàn)圈的匝數(shù)，Ix為線(xiàn)圈中的電流。
由此可見(jiàn)線(xiàn)圈(4)中的電流Ix＝I2/Nx進(jìn)而可得Ix＝KI/Nx測(cè)出線(xiàn)圈(4)中的電流即可得到斷路器的負(fù)荷電流。測(cè)線(xiàn)圈(4)電流較為簡(jiǎn)單在線(xiàn)圈上并聯(lián)一個(gè)電阻(5)，用一般的放大電路放大電阻上的電壓即可。
由于取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)中的電流很小(＜3A)，因此磁環(huán)(3)的體積可以很小，而不必?fù)?dān)心飽和?，F(xiàn)有的斷路器內(nèi)部空間完全可以容納數(shù)個(gè)這樣的磁環(huán)線(xiàn)圈。
由此可見(jiàn)本發(fā)明成功的解決了斷路器增加電流檢測(cè)時(shí)需要對(duì)斷路器進(jìn)行大的改動(dòng)，并且成本低廉，安裝方便。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有成本低，生產(chǎn)方便等優(yōu)點(diǎn)。


圖一為本發(fā)明的原理二為本發(fā)明的實(shí)施例原理圖
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)附圖二圖中序號(hào)1為斷路器開(kāi)關(guān)部分序號(hào)2為磁環(huán)和線(xiàn)圈序號(hào)3為取樣導(dǎo)線(xiàn)序號(hào)4為斷路器的匯流銅排/銅線(xiàn)在現(xiàn)有的DZ20斷路器的三根匯流銅排/銅線(xiàn)(4)上分別接三根取樣導(dǎo)線(xiàn)(3)，取樣導(dǎo)線(xiàn)上穿有帶線(xiàn)圈的磁環(huán)(2)，磁環(huán)上的線(xiàn)圈中的電流正比于斷路器的負(fù)荷電流。磁環(huán)可以安放在斷路器內(nèi)部合適位置。用電流表測(cè)出線(xiàn)圈中的電流即可得到斷路器的負(fù)荷電流。
權(quán)利要求
1.一種斷路器的負(fù)荷電流檢測(cè)方法，由斷路器匯流銅排/銅線(xiàn)(1)、取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)、磁環(huán)(3)、線(xiàn)圈(4)，電阻(5)構(gòu)成，其特征在于取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的首端和末端分別與匯流銅排/銅線(xiàn)(1)的首端和末端連接，即取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)與匯流銅排/銅線(xiàn)(1)并聯(lián)，取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)上穿有磁環(huán)(3)，磁環(huán)上繞有線(xiàn)圈(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器的負(fù)荷電流檢測(cè)方法，其特征在于所述的磁環(huán)(4)的材料為軟磁材料。
全文摘要
一種斷路器的負(fù)荷電流檢測(cè)方法，由斷路器匯流銅排/銅線(xiàn)(1)、取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)、磁環(huán)(3)、線(xiàn)圈(4)，電阻(5)構(gòu)成，其特征在于取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)的首端和末端分別與匯流銅排/銅線(xiàn)(1)的首端和末端連接，即取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)與匯流銅排/銅線(xiàn)(1)并聯(lián)。取樣導(dǎo)線(xiàn)(2)上穿有磁環(huán)(3)，磁環(huán)上繞有線(xiàn)圈(4)，線(xiàn)圈(4)上并有電阻(5)。本發(fā)明在斷路器上增加電流檢測(cè)，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有斷路器作大的改動(dòng)，并且改造后斷路器體積與安裝尺寸基本不變，具有生產(chǎn)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/327GK1588108SQ200410085339
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月11日
發(fā)明者丁文軍 申請(qǐng)人:丁文軍