專利名稱：一種用于接地的鎧裝電氣設(shè)備的茹科夫斯基線圈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其適用于測量電氣設(shè)備內(nèi)的電流的茹科夫斯基(Rogowski)線圈，這些電氣設(shè)備包括內(nèi)充有絕緣氣體，并且接地的圓筒形金屬外殼，該殼體具有在內(nèi)設(shè)置并且由絕緣支撐件支撐的一根軸向電導(dǎo)體，這種設(shè)備通常被稱為“鎧裝”設(shè)備。
本發(fā)明的目的是提供一種茹科夫斯基線圈，在上述軸向?qū)w穿過該線圈時，可測量出由該導(dǎo)體傳輸?shù)碾娏鳌?br> DE—A—1791011文獻(xiàn)公開了一種茹科夫斯基線圈，它包括一個其上纏繞了線圈的環(huán)。
這種環(huán)的一個不可避免的缺陷是卷繞不是軸對稱的；遺憾的是，如果線圈不是精確的軸向?qū)ΨQ，則電流測量受到穿環(huán)而過的導(dǎo)體位置和方向性的影響。
本發(fā)明的目的是提供一種精確軸對稱的線圈。
此外，現(xiàn)有技術(shù)的線圈的自感不為零，可是由茹科夫斯基線圈測量出的電流精確度是隨著線圈自感的減小而提高的。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有極低自感的茹科夫斯基線圈。
本發(fā)明的另一個目的是提供帶有接地外殼的電氣設(shè)備，為了能夠測出由該設(shè)備的導(dǎo)體所傳輸?shù)碾娏?，它裝有本發(fā)明的茹科夫斯基線圈。
本發(fā)明的茹科夫斯基線圈特別適用于帶有接地的金屬外殼的電氣設(shè)備，這種線圈包括一個第一圓環(huán)形支撐，其表面上至少配置第一金屬螺旋管，它的一端連接到一個返回導(dǎo)體，該線圈的特征在于該返回導(dǎo)體由在第二圓環(huán)形支撐上設(shè)置的第二金屬螺旋管構(gòu)成，該第二圓環(huán)支撐緊靠第一圓環(huán)支撐安裝。
本發(fā)明還提供一種尤其適用于帶有接地的金屬外殼的電氣設(shè)備中使用的茹科夫斯基線圈，該線圈包括第一圓環(huán)形支撐件，其表面上至少配置成第一金屬螺旋管，它的一端連接到一個返回導(dǎo)體，該線圈的特征在于，該返回導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)為由以相反方向纏繞和疊加到第一螺旋管上的第二金屬螺旋管連同一中間的絕緣層來構(gòu)成。
本發(fā)明還提供一種制造茹科夫斯基線圈的方法，該線圈尤其適用于具有接地金屬外殼的電氣設(shè)備內(nèi)，這種方法的特征在于包括下列操作步驟從所選的任一包括有一軸向?qū)w的絕緣材料上切削下給定長度的圓柱形棒體；在所述棒的表面上覆蓋金屬；
采用機(jī)械或化學(xué)方法在所述棒的表面上形成一金屬螺旋管；將導(dǎo)體焊接到該螺旋管的端部；及將棒體彎成一個環(huán)，使連接到該螺旋管上的兩導(dǎo)體盡可能近地靠攏。
本發(fā)明還提供一種制造茹料夫斯基線圈的方法，這種線圈特別適于用在帶有接地金屬外殼的電氣設(shè)備內(nèi)，該方法的特征在于包括下列步驟從絕緣材料上切削下給定長度的圓柱形棒體；在該棒體的外表面上覆蓋金屬；采用機(jī)械或化學(xué)方法在所述棒的表面上形成一金屬螺旋管；將兩根導(dǎo)體焊接到螺旋管的端部；將棒體用絕緣材料涂覆；用金屬覆蓋所述棒體的外表面；一個第二螺旋管形成在棒體表面上，使用機(jī)械或化學(xué)方法所形成的第二螺旋管與上述螺旋管纏繞方向相反；將兩根導(dǎo)體焊接到第二螺旋管的端部；將兩個螺旋管的其中兩根導(dǎo)體相互連接；及將該棒體彎曲成環(huán)形，使螺旋管的其它兩根導(dǎo)體的端部盡可能地靠攏。
本發(fā)明還提供一種具有接地金屬外殼的電氣設(shè)備，該外殼內(nèi)充有絕緣氣體，并包括一根由絕緣錐體支撐的軸向?qū)w，該設(shè)備的特征在于包括上述類型的茹科夫斯基線圈，該線圈被固定到一凹槽內(nèi)，該凹槽形成在一環(huán)的里面，該環(huán)靠在外殼上。
本發(fā)明還提供一種具有接地金屬外殼的電氣設(shè)備，外殼內(nèi)充有絕緣氣體，并包括一根由絕緣錐體支撐的軸向?qū)w，這種電氣設(shè)備的特征在于包括上述類型的茹科夫斯基線圈，它固定到一個絕緣錐體的內(nèi)部。
這個線圈最好采用粘膠劑固定。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
附圖為

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的茹科夫斯基線圈的剖視圖，表示彎曲前的狀態(tài)，其中的返回導(dǎo)體是一根軸向?qū)w；圖2表示圖1線圈彎曲后的狀態(tài)；圖3為本發(fā)明的茹科夫斯基線圈第一實(shí)施例的剖視圖，其中返回導(dǎo)體是朝相反方向繞制的第二線圈；圖4表示本發(fā)明另一種茹科夫斯基線圈的局部剖視圖；圖5表示如何采用機(jī)械方法在絕緣棒上形成金屬螺旋管；圖6為裝有茹科夫斯基線圈的鎧裝設(shè)備的局部軸向部分的剖視圖，其中該線圈是用另一種固定方法固定的；圖7為裝有茹科夫斯基線圈的鎧裝設(shè)備局部軸向部分的剖視圖，其中該線圈是用另一種固定方法固定的。
圖1和圖2表示現(xiàn)有技術(shù)的情況，圓柱形絕緣材料棒1是由環(huán)氧樹脂內(nèi)填加玻璃纖維的合成材料制成；金屬導(dǎo)體2位于棒體的軸心；導(dǎo)體2的端部2A和2B從棒體兩端伸出；在棒體的表面上，采用下面將描述的方法制成金屬螺旋管3。該螺旋管的一端焊接到連線4上，該連線與導(dǎo)體2的端部2A電氣連接。該螺旋管的另一端焊接到導(dǎo)體5上；導(dǎo)體2B和5形成了茹科夫斯基線圈的兩端子。在用于鎧裝電氣設(shè)備的情況下，將棒體1如圖2所示彎成環(huán)形，以使線圈的端子2B和5盡可能靠攏。這樣的茹科夫斯基線圈并不是軸向?qū)ΨQ的。
在圖3中，本發(fā)明的線圈包括一個第一線圈11，它是采用與圖1的線圈同樣的方法制成，但是其內(nèi)不包括任何軸向?qū)w；返回導(dǎo)體是一個與線圈11繞向相反的第二線圈12，它位于第一線圈旁邊，其安裝位置應(yīng)使組件的自感接近零值。第一線圈的端子11A連接到第二線圈的端子12A；線圈11和12的端子11B，12B構(gòu)成茹科夫斯基線圈的兩端，它們應(yīng)盡可能相互靠攏地設(shè)置。
在圖4所示的本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，在茹科夫斯基線圈的絕緣棒體20上采用機(jī)械方法制成第一金屬螺旋管21；然后在其上覆一絕緣層22，將第二金屬螺旋管23制作在該絕緣層上，第二螺旋管沿與第一螺旋管21相反的方向纏繞。兩個螺旋管串聯(lián)連接，導(dǎo)體焊接到端子上，并且將棒體如前所述彎成一個圓環(huán)。
這種螺旋管可采用圖5所示的機(jī)械方法形成。
首先采用公知的金屬噴涂法在真空氣氛下對絕緣棒體涂覆一層金屬，從而得到一均勻的金屬層。所選金屬最好是銅，其涂層厚度在50μm—300μm范圍內(nèi)。
如圖5所示，絕緣棒體30夾在車床卡盤32和33內(nèi)，該車床產(chǎn)生圍繞其軸的勻速圓周旋轉(zhuǎn)。平行于旋轉(zhuǎn)的棒體，裝有一切削刀具34，它作恒定的直線運(yùn)動。由此獲得一個相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的螺旋管35；應(yīng)選擇車床的轉(zhuǎn)速和切削刀具的平移速度，以便得到所希望的螺旋管匝數(shù)；如果棒體長度為1米，則易于得到3500匝的螺旋管，且各匝間縫隙為1/10毫米，該導(dǎo)體約有1/200毫米寬。
在變異實(shí)施例中，螺旋管可采用常規(guī)化學(xué)的印刷電路制造法獲得。
圖6表示將茹科夫斯基線圈40固定到鎧裝電氣設(shè)備內(nèi)的第一種方法，該設(shè)備包括接地的金屬圓筒形殼體41，和一個由絕緣錐體43支撐的軸向?qū)w42。該茹科夫斯基線圈40放在環(huán)44內(nèi)形成的槽內(nèi)，該環(huán)體緊貼在殼體41上，并占據(jù)著該殼體的右側(cè)橫斷平面。線圈的固定最好采用粘膠劑實(shí)現(xiàn)。
圖7表示另一實(shí)施例，放在槽內(nèi)的茹科夫斯基線圈40也是用粘膠劑固定的，不同的是所述槽形成在絕緣錐體43內(nèi)。
本發(fā)明用于測量流過具有接地金屬殼體的電氣設(shè)備中的電流。
權(quán)利要求
1.一種茹科夫斯基線圈，用于帶有接地的金屬殼體的電氣設(shè)備，該線圈包括第一圓環(huán)支撐體(1)，在其表面上至少形成有第一金屬螺旋管(2)，該螺旋管的一端連接到一個返回導(dǎo)體，該線圈的特征在于，所述返回導(dǎo)體由一第二金屬螺旋管(12)構(gòu)成，該螺旋管位于緊靠第一圓環(huán)支撐體的第二圓環(huán)支撐體上。
2.一種茹科夫斯基線圈，用于帶有接地的金屬殼體的電氣設(shè)備，該線圈包括第一圓環(huán)支撐體(1)，在其表面上至少形成有第一金屬螺旋管(2)，該螺旋管的一端連接到一返回導(dǎo)體，該線圈的特征在于，所述返回導(dǎo)體由第二金屬螺旋管(23)構(gòu)成，該螺旋管沿第一螺旋管的繞向反向纏繞，且疊置在具有中間絕緣層(22)的第一螺旋管上。
3.一種制造茹科夫斯基線圈的方法，該線圈用于帶有接地金屬殼體的電氣設(shè)備內(nèi)，該制造方法的特征在于它包括下列工藝步驟從所選的任一包括有軸向?qū)w的絕緣材料上切削下給定長度的圓柱形棒體(30)；在所述棒的表面上覆蓋金屬層；采用機(jī)械或化學(xué)方法在所述棒體表面上形成一金屬螺旋管(35)；將導(dǎo)體焊接到該螺旋管的端部；及將該棒體彎成一個環(huán)形，使螺旋管的兩個導(dǎo)體的連接線盡可能地相互靠攏。
4.一種制造茹科夫斯基線圈的方法，用于具有接地金屬外殼的電氣設(shè)備，該方法的特征在于包括下列步驟從絕緣材料上切削下給定長度的圓柱形棒體；在該棒體的外表面上覆蓋金屬層；采用機(jī)械或化學(xué)方法在所述棒體表面上形成一金屬螺旋管；將兩根導(dǎo)體焊接到螺旋管的端部；將棒體涂覆上絕緣層；用金屬覆蓋所述棒體的外表面；一個第二螺旋管形成在棒體表面上，使用化學(xué)或機(jī)械方法所形成的這個第二螺旋管纏繞方向與前述螺旋管相反；將兩根導(dǎo)體焊接到第二螺旋管的端部；將兩個螺旋管的其中兩根導(dǎo)體相互連接；及將該棒體彎成環(huán)形，使螺旋管的其它兩根導(dǎo)體的端部盡可能相互靠攏。
5.一種電氣設(shè)備，包括內(nèi)含絕緣氣體的接地的金屬殼體(41)，殼體內(nèi)有一軸向?qū)w(42)支撐在絕緣錐體(43)上，該設(shè)備的特征在于，它配置有上述類型的茹科夫斯基線圈(40)，該線圈固定到緊貼殼體的環(huán)(44)內(nèi)形成的槽內(nèi)。
6.一種電氣設(shè)備，具有接地的金屬殼體(41)，其內(nèi)充有絕緣氣體，并且包括一由絕緣錐體(43)支撐的軸向?qū)w(42)，該設(shè)備的特征在于，它配置有上述類型的茹科夫斯基線圈(40)，該線圈固定到絕緣錐體(43)內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的設(shè)備，其特征在于線圈是采用粘膠劑進(jìn)行固定的。
全文摘要
一種適用于帶有接地金屬殼體的電氣設(shè)備內(nèi)的茹科夫斯基線圈，它包括一個第一圓環(huán)支撐體(1)，在其表面上至少形成有第一金屬螺旋管(2)，該螺旋管的一端連接到一個返回導(dǎo)體，線圈的特征在于所述返回導(dǎo)體由第二金屬螺旋管(12)構(gòu)成，該螺旋管形成在緊靠第一圓環(huán)支撐體的第二圓環(huán)支撐體上。
文檔編號G01R15/20GK1120233SQ9411816
公開日1996年4月10日 申請日期1994年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月8日
發(fā)明者讓-皮若·都普拉茲 申請人:Gec阿爾斯托姆T&D公司