專利名稱：具有高耐壓強度的變壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有高耐壓強度的變壓器，這種變壓器用于低壓功率開關中。
為過電流斷路器提供輸入信號的電流互感器屬于低壓功率開關的正常配置。但有時為了例如能測量功率或顯示電網的電壓還需要在功率開關上現場測量電壓。
利用公知的感應變壓器雖然能完成上述任務。然而，當在操作中連接有變壓器時，在對低壓功率開關進行規(guī)定的高壓測試時(例如3.5KV)還要同時測試上述變壓器。由于適合于這種高測試電壓的感應變壓器具有復雜的特殊結構，所以不能滿足小尺寸，低價格的要求。
常見的用于為低限電壓斷路器饋電的變壓器(德文書“低壓功率開關”，Springer出版社，1970年，第135至137頁)由于其性能和尺寸的緣故，不適于上述應用。
還已知一種用于帶金屬外殼的高壓設備的以電容方式工作的變壓器，它包括一個電容分配器和一個具有運算放大器的放大電路。由于利用電容分配器不能獲得可以使用的測量信號，因此這種測量原理也不適用于低壓功率開關。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有高耐壓強度，尺寸小且價格便宜的變壓器。
本發(fā)明的目的是這樣實現的，即將一個運算放大器接在一個由具有所要求的耐壓強度的歐姆電阻組成的電阻分壓器之后，一感應變壓器的初級線圈與該運算放大器的輸出端相連，其次級線圈構成該變壓器的低電壓側。與公知的感應變壓器相比，這種變壓器的優(yōu)點在于具有所要求的耐壓強度的電阻的價格便宜。同樣，在此采用的各感應變壓器也屬于價格便宜的元件，這是因為這些感應變壓器配置在變壓器的低電壓側，其僅具有在電壓分配器和輸出側實現電氣絕緣的任務。
盡管基于本發(fā)明原理的變壓器適于所有電網形式，但當該變壓器用在一個沒有零線的電網中，且由各電阻構成的輸入電路的電阻值很高時，雜散的干擾電壓會給測量造成困難。這種雜散電壓(“蜂鳴”)可以利用本發(fā)明的另一結構得以抵消，即將各感應電壓器的次級線圈的一端直接相連，而將這些次級線圈的另一端分別通過一個電阻相連，由此構成人工的星形匯接點，并在這些次級線圈與一個測量裝置之間分別接入一個阻抗變換器。其中，這些人為的星形匯接點作為基準電位與測量裝置相連。
以下將結合附圖
所示實施例詳細描述本發(fā)明。
在電網L1，L2和L3的各相線導體上分別接有一個電阻分壓器，它們分別由第一電阻R1和第二電阻R2組成。例如第一電阻R1的阻值可以為4MΩ，而第二電阻R2的阻值為40KΩ。因此，在電阻R1和R2的接點處，電網電壓的比值為1∶100。電阻R1的結構具有足夠的耐電壓強度，為了提高耐電壓強度，也可將多個具有相應的小的阻值的電阻相互串聯組成電阻R1。位于電阻R1和R2的接點處的電壓分別被輸入到一個運算放大器V1中，該運算放大器的輸出端為一個感應變壓器T的初級線圈W1饋電。接點K1，K2，K3和K4構成該變壓器的輸出端。在測量裝置ME上設有相應的觸點，用于與接點K1，K2，K3和K4連接。
當變壓器用在一個沒有零線的電網中，且由各電阻構成的輸入電路的阻值很高時，雜散的干擾電壓會給測量造成困難。這種雜散電壓(“蜂鳴”)可以利用本發(fā)明的另一結構得以抵消，即將感應變壓器T1的次級線圈W2的各一端直接連接，而將次級線圈W2的各另一段分別通過一電阻R3連接，由此形成人工的星形匯接點，并在次級線圈W2和測量裝置之間分別接入一個作為阻抗變換器的運算放大器V2。測量裝置ME通過與各電阻R3的人工星形匯接點相連接獲得一基準電位。
可將由各電阻R3和各運算放大器V2組成的組件作為一個附加裝置，在需要時，可將其插入接點K1，K2，K3和K4與測量裝置ME之間。在圖中，該附加裝置由虛線框內的所述組件表示。
為使上述變壓器工作，只需要極小的輔助能量。通常，一個特別用于過電流斷路器的低壓功率開關就能提供這種電能。為與上述變壓器相適配，可以設置一個如圖中下半部分所示的饋電電路VS，該電路具有從接點A處開始的一個振蕩器OS及三極管V3，V4，V5及變壓器T2。二極管V6和V7及電容C1和C2將變壓器T2輸出的交流電整流并將波形壓平。
在圖中所示的電路中，僅示出了各運算放大器V1中的最下面一個與饋電電路VS相連的情況。其它的運算放大器V1以及各運算放大器V2可以同樣的方式由饋電電路VS饋電。
權利要求
1.一種具有高耐壓強度用于一低壓功率開關的變壓器，其特征在于一運算放大器(V1)接在一個由具有所要求的耐電壓強度的歐姆電阻(R1，R2)組成的電阻分壓器的后面，一感應變壓器(T1)的初級線圈(W1)與所述運算放大器的輸出端連接，而其次級線圈(W2)構成所述變壓器的低電壓側。
2.根據權利要求1所述的變壓器，其特征在于將各感應變壓器(T1)的次級線圈(W2)的一端直接相連，而將各次級線圈(W2)的另一端分別通過一電阻(R3)相連，由此形成人工的星形匯接點，并在各次級線圈(W2)和測量裝置(ME)之間分別接入一個阻抗變換器(V2)，其中人工的星形匯接點作為基準電位與測量裝置(ME)連接。
全文摘要
一種具有高耐壓強度的變壓器,其具有一個由歐姆電阻(R1,R2)組成的電阻分壓器,一個運算放大器(V1)和一個感應變壓器(T1)。感應變壓器(T1)的次級側構成所述變壓器的低電壓側。由于具有高耐壓強度的電阻價格便宜,所以這種變壓器特別適于由于感應式變壓器尺寸大及價格昂貴而不能被采用的情況,如在具有電壓顯示及功率測量的低壓功率開關中。
文檔編號G01R15/18GK1174608SQ96191940
公開日1998年2月25日 申請日期1996年2月16日 優(yōu)先權日1995年2月24日
發(fā)明者烏爾里克·鮑姆加特爾, 沃爾夫岡·羅爾 申請人:西門子公司