变换器单元、特别是组合变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的变换器单元、特别是组合变换器，其在共同的壳体中具有用于电流测量的变换器和用于电流供应的变换器。
【背景技术】
[0002]已知具有绕制在非磁性环形芯上的第一次级绕组和绕制在磁性环形芯(铁心)上的第二次级绕组的组合变换器。在此，两个次级绕组布置在共同的壳体中，该壳体具有罐形形状，该罐形形状具有在壳体底部上模制的通道空心圆柱体。在此，第一次级绕组用于电流测量(用于电流测量的变换器)，并且第二次级绕组用于电流供应(用于电流供应的变换器)，其中，将电导体引导穿过通道空心圆柱体和环形芯，并且形成变换器的初级绕组。磁性环形芯优选由软铁制成。
[0003]用于断路器的变流器必须具有高击穿强度，即较长的空气隙和爬电路径。为了进行所谓的浪涌测试或者EMV测试，特别地需要这些。
[0004]原则上，已知为了获得高击穿强度，将两个次级绕组嵌入浇注材料中，并且将绕组的接头线穿过浇注材料引导到外部。作为绝缘剂的浇注材料必须在工业应用中对应地得到认证。
[0005]特别地在用于断路器的变流器的情况下，现在经常要求它们必须不含硅，以避免在含硅的情况下在特定条件下出现析出(挥发)。
[0006]由此，作为浇注材料经常仅考虑特别是由两种成分构成的树脂、即环氧树脂。但是，其有如下缺点:在浇注材料化学聚合时，产生体积收缩，其与绕组上的压力相关联，当铁心由软铁制成时，这特别地使铁心的磁导率减小。
[0007]用于断路器的变流器还需要被设计用于大的工作温度范围(例如从_25°C至大约180°C ) ο部分地必须保证直至-40°C的贮存温度。实际上正是在180°C左右的较高温度的情况下，在为树脂的情况下出现浇注材料中的裂缝，这又形成不希望的爬电路径。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是，实现一种特别紧凑(即小型化)的具有磁性和非磁性环形芯的变换器单元，其在相对大的温度范围上具有高击穿强度(高压强度)，在能量转换中具有高效率，并且能够无干扰地进行电流测量。
[0009]解决方案通过权利要求1的特征给出；从属权利要求是有利构造。
[0010]解决方案设置为，在所述第一次级绕组和所述第二次级绕组之间布置第一扁平间隔元件，其中，其以一个扁平侧贴靠所述第一次级绕组，并且以另一个扁平侧贴靠所述第二次级绕组；沿径向方向来看，所述第二次级绕组和所述壳体壁之间的空间填充有电绝缘的颗粒，至少直到所述第二次级绕组的顶部；并且所述浇注材料至少贴靠(至少延伸到)在向着所述壳体开口的方向上位于上方的颗粒。这里，(紧密地)贴靠颗粒和壳体壁意为像在粘合连接等的情况下的紧密的贴靠连接。此外，至少贴靠颗粒意为对应地贴靠位于上方的颗粒的表面的上部。
[0011]技术上简单的是，所述颗粒以颗粒层覆盖所述第二次级绕组的顶部，所述颗粒层的厚度取平均颗粒直径的多倍。
[0012]有利地提出了，所述颗粒从所述颗粒层的顶部开始，仅以直到平均颗粒直径的多倍的、小于所述颗粒层的厚度的深度嵌入所述浇注材料中。
[0013]当所述第二次级绕组的顶部被薄膜覆盖，并且所述浇注材料延伸直到a)所述薄膜的顶部，以及直到b)位于所述薄膜侧面的、在向着所述壳体开口的方向上位于上方并且基本上与所述薄膜位于一个平面内的颗粒时，所述变换器单元进一步更紧凑。
[0014]技术上有意义的是，位于所述薄膜侧面的、在向着所述壳体开口的方向上位于上方并且基本上与所述薄膜位于一个平面内的颗粒嵌入所述浇注材料中。
[0015]—个简单的实施例设置为，所述颗粒被构造为球形的。
[0016]电气上非常适合的球形的颗粒被构造为玻璃珠。
[0017]当第二扁平间隔元件以一个扁平侧贴靠所述薄膜，并且至少部分地覆盖所述薄膜时，能够使得制造非常简单。
【附图说明】
[0018]下面根据实施例详细描述本发明。其中:
[0019]图1示出了在上部的次级绕组上方具有颗粒层的变换器单元的截面图，
[0020]图2示出了在上部的次级绕组上方具有薄膜的根据图1的变换器单元，以及
[0021]图3示出了具有放置在薄膜上的孔盘元件的根据图2的变换器单元。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了用于断路器(未示出)的变换器单元1 (组合变流器)的示意性截面图，从变换器单元1向断路器供给电能和用于电流测量的信号。
[0023]变换器单元1具有由电绝缘合成材料制成的具有罐形形状的壳体2。在壳体底部2a上模制(通道)空心圆柱体2b ( 一般称为通道2c)，穿过该空心圆柱体2b延伸有作为变换器单元1的初级导体(初级绕组)的电流导体(未示出)。这里，合成材料例如具有大约20-30kV/mm的绝缘能力。
[0024](第一)次级绕组3位于壳体底部2a上，与空心圆柱体2b同心地布置，并且绕制在非磁性环形芯4上(用于电流测量的罗高夫斯基变换器(Rogowskiwandler))。次级绕组3嵌入电绝缘的固体的合成材料5中。次级绕组3当然也可以是围绕环形芯4绕制的单层的环形线圈。
[0025]孔盘形式的扁平间隔元件6以其下表面紧挨着次级绕组3的上面，使得从上面看次级绕组3沿径向至少部分地被覆盖。在次级绕组3和间隔元件6之间没有合成材料5。在图1中，从上面看次级绕组3沿径向完全被覆盖。
[0026]绕制在磁性环形芯8上的另一个(第二 )次级绕组7 (用于能量供应的铁心变换器)位于间隔元件6的顶部。间隔元件6唯一地限定两个次级绕组3、7之间的间隔。这里，磁性环形芯8由软铁制成。绕组7当然也可以是单层地围绕环形芯8绕制的环形线圈。
[0027]次级绕组7在间隔元件6上方完全嵌入电绝缘的松散颗粒9中。在图1中，绕组7也在上方完全被颗粒9覆盖；覆盖部或颗粒层10这里具有厚度D。径向方向11上的嵌入基本上已经足够了。彼此邻接的颗粒9在图1中仅(右上方)示意性地示出。换句话说:这里，颗粒9填充次级绕组7旁边的区域和上方的(具有厚度D的)区域。
[0028]颗粒9是具有合适的直径分布(例如这里是高斯分布形式)的玻璃珠。但是，替换地，也可以是陶瓷粉末或者陶瓷颗粒，特别是具有300 μπι的平均颗粒大小的氧化铝(Α1203)。原则上，也可以将硬化的树脂粉碎。
[0029]这里，颗粒层10的厚度D取平均颗粒直径的多倍。
[0030]向紧挨着颗粒层10的区域灌入浇注材料12。在此，浇注材料12紧密(密切)地贴靠壳体壁2d的内侧，并且至少还贴靠在向着壳体开口的方向上位于上方的颗粒9。
[0031]然