感應器組件和用于形成該感應器組件的方法與流程
感應器組件和用于形成該感應器組件的方法
1.相關申請
2.本技術要求2020年3月11日提交的美國臨時專利申請no.62/988,122的權益和優先權，并且是2018年8月28日提交的美國專利申請no.16/114,287的繼續申請并且要求該美國專利申請的優先權，美國專利申請no.16/114,287要求2017年9月12日提交的美國臨時專利申請no.62/557,289的權益和優先權，上述美國專利申請的公開內容通過引用的方式并入本文中。
技術領域
3.本發明涉及感應器組件，更具體地，涉及包括感應線圈的感應器組件及用于制造該感應器組件的方法。
背景技術：
4.感應線圈用在ac電力網絡中，用于功率因數校正、電壓調節、減小di/dt，以及下游設備的保護。
技術實現要素：
5.根據本發明的實施例，感應器組件包括線圈，該線圈包括盤旋地纏繞的金屬箔。
6.在一些實施例中，線圈具有縱向線圈軸線和徑向線圈厚度，金屬箔的箔寬度基本上平行于線圈軸線延伸，以及箔寬度大于線圈厚度。
7.在一些實施例中，金屬箔的箔厚度為在約0.5mm至1mm的范圍內。
8.在一些實施例中，線圈包括與用金屬箔盤旋地共同纏繞的電絕緣層。
9.在一些實施例中，電絕緣層的厚度為在約0.05mm至1mm的范圍內。
10.在一些實施例中，箔寬度與箔厚度的比值在約170至500的范圍內。
11.根據一些實施例，金屬箔和電絕緣層在它們的寬度上彼此不結合。
12.在一些實施例中，線圈具有基本上圓柱形的外輪廓。
13.根據一些實施例，感應器組件包括環繞并接合線圈的電絕緣環氧樹脂。
14.在一些實施例中，感應器組件還包括第二線圈，該第二線圈包括盤旋地纏繞的第二金屬箔，并且環氧樹脂環繞并接合第二線圈，并且設置在第一線圈和第二線圈之間。
15.根據一些實施例，感應器組件包括限定封閉腔室的外殼，其中線圈設置在腔室中。
16.在一些實施例中，感應器組件包括至少一個安裝支架，該安裝支架支撐外殼和線圈。
17.根據一些實施例，感應器組件包括端子匯流條，該端子匯流條電連接到金屬箔上，并包括端子以及電絕緣熱收縮管，該電絕緣熱收縮管環繞端子匯流條的一部分。
18.在一些實施例中，線圈包括第二金屬箔，該第二金屬箔與第一金屬箔盤旋地共同纏繞，以形成多層導體。
19.在一些實施例中，線圈包括與第一金屬箔和第二金屬箔盤旋地共同纏繞的電絕緣
層。
20.根據一些實施例，第一金屬箔和第二金屬箔以及電絕緣層在它們的寬度上彼此不結合。
21.根據一些實施例，線圈具有線圈縱向軸線，線圈具有金屬箔的最內側繞組和金屬箔的最外側繞組，感應器組件包括第一端子匯流條，該第一端子匯流條連接到最內側繞組上并從感應器組件的軸向端部向外突出，以及感應器組件包括第二端子匯流條，該第二端子匯流條連接到最外側繞組上并從感應器組件的軸向端部向外突出。
22.根據本發明的實施例，多單元感應器系統包括第一感應器組件和第二感應器組件。第一感應器組件包括第一線圈，第一線圈包括盤旋地纏繞的第一金屬箔。第二感應器組件包括第二線圈，第二線圈包括盤旋地纏繞的第二金屬箔。第一線圈電連接到第二線圈上。
23.在一些實施例中，第一線圈具有第一線圈縱向軸線，并且第二線圈具有第二線圈縱向軸線。第一感應組件和第二感應器組件中的每一個均包括：第一端子匯流條和第二端子匯流條，該第一端子匯流條連接到其線圈上，并從感應器組件的軸向端部向外突出；該第二端子匯流條連接到其線圈上，并從感應器組件的軸向端部向外突出。第一感應器組件和第二感應器組件并排定位，第二感應器組件的第一端子匯流條電連接到第一感應器組件的第二端子匯流條上。
24.根據本發明的實施例，一種用于形成感應器組件的方法包括將金屬箔盤旋地纏繞成線圈的形式。
25.在一些實施例中，該方法包括將電絕緣片和金屬箔盤旋地共同纏繞。
26.根據一些實施例，在共同纏繞電絕緣片和金屬箔的步驟期間，金屬箔和電絕緣片彼此不結合。
27.根據一些實施例，一種雙線圈電感器組件包括內線圈組件和外線圈組件。內線圈組件包括內線圈以及第一端子和第二端子。內線圈包括內部金屬箔和與內部金屬箔盤旋地共同纏繞的內部電絕緣片。外線圈組件包括外線圈以及第三端子和第四端子。外線圈包括外部金屬箔和與外部金屬箔盤旋地共同纏繞的外部電絕緣片。外線圈限定外線圈空氣芯。內線圈設置在外線圈空氣芯內，使得外線圈周向地圍繞內線圈。第一端子在第一位置處電連接到內部金屬箔，第二端子在第二位置處電連接到內部金屬箔，并且第一位置和第二位置沿著內部金屬箔間隔開。第三端子在第三位置處電連接到外部金屬箔，第四端子在第四位置處電連接到外部金屬箔，并且第三位置和第四位置沿著外部金屬箔間隔開。
28.根據一些實施例，雙線圈電感器組件包括：第一端子匯流條，包括第一端子并被固定到內部金屬箔的最內側繞組；第二端子匯流條，包括第二端子并被固定到內部金屬箔的最外側繞組；第三端子匯流條，包括第三端子并被固定到外部金屬箔的最內側繞組；第四端子匯流條，包括第四端子并被固定到外部金屬箔的最外側繞組。
29.在一些實施例中，雙線圈電感器組件包括夾板和緊固件，該夾板和緊固件將第一端子匯流條和第二端子匯流條中的一個以與內部金屬箔電接觸的方式機械地固定。
30.在一些實施例中，內部金屬箔和內部電絕緣片在它們的寬度上彼此不結合，并且外部金屬箔和外部電絕緣片在它們的寬度上彼此不結合。
31.根據一些實施例，一種使用雙線圈電感器組件的方法包括提供雙線圈電感器組件，該雙線圈電感器組件包括內線圈組件和外線圈組件。內線圈組件包括內線圈以及第一
端子和第二端子。內線圈包括內部金屬箔和與內部金屬箔盤旋地共同纏繞的內部電絕緣片。外線圈組件包括外線圈以及第三端子和第四端子。外線圈包括外部金屬箔和與外部金屬箔盤旋地共同纏繞的外部電絕緣片。外線圈限定外線圈空氣芯。內線圈設置在外線圈空氣芯內，使得外線圈周向地圍繞內線圈。第一端子在第一位置處電連接到內部金屬箔，第二端子在第二位置處電連接到內部金屬箔，并且第一位置和第二位置沿著內部金屬箔間隔開。第三端子在第三位置處電連接到外部金屬箔，第四端子在第四位置處電連接到外部金屬箔，并且第三位置和第四位置沿著外部金屬箔間隔開。該方法包括將雙線圈電感器組件連接到ac電氣系統的第一線和第二線，包括：將第一線的輸入電連接到第一端子；將第一線的輸出電連接到第二端子；將第二線的輸入電連接到第三端子；以及將第二線的輸出電連接到第四端子。
32.根據一些實施例，第一線是相線并且第二線是中性線。
33.根據一些實施例，第一線是第一相線并且第二線是第二相線。
附圖說明
34.圖1是根據本發明的實施例的感應器組件的頂部立體圖。
35.圖2是圖1的感應器組件沿圖1的線2-2截取的剖視圖。
36.圖3是圖1的感應器組件的立體圖，其中為了解釋的目的，移除了感應器組件的殼體。
37.圖4是圖1的感應器組件的立體圖，其中為了解釋的目的，移除了感應器組件的殼體和灌封件(potting)。
38.圖5是圖1的感應器組件的立體圖，其中為了解釋的目的，移除了感應器組件的殼體、灌封件和線圈。
39.圖6是形成圖1的感應器組件的一部分的線圈組件的立體圖。
40.圖7是圖6的線圈組件的側視圖。
41.圖8是圖6的線圈組件的端視圖。
42.圖9是圖6的線圈組件的放大的局部剖視圖。
43.圖10是形成圖6的線圈組件的部分的導體箔和絕緣片的局部立體圖，其中為了解釋的目的，導體箔和絕緣片被示出為扁平的。
44.圖11是示出包括圖1的感應器組件的兩相ac電力系統的電氣圖。
45.圖12是根據本發明的另外實施例的感應器組件的立體圖。
46.圖13是圖12的感應器組件沿圖12的線13-13截取的剖視圖。
47.圖14是示出包括圖12的感應器組件的電力系統的電氣圖。
48.圖15是根據本發明的另外實施例的感應器組件的立體圖。
49.圖16是圖15的感應器組件沿圖15的線16-16截取的剖視圖。
50.圖17是圖15的感應器組件的立體圖，其中為了解釋的目的，移除了感應器組件的殼體。
51.圖18是圖15的感應器組件的立體圖，其中為了解釋的目的，移除了感應器組件的殼體、灌封件和線圈。
52.圖19是形成圖15的感應器組件的一部分的線圈組件的立體圖。
53.圖20是圖19的線圈組件的分解立體圖。
54.圖21是圖19的線圈組件的放大的局部端視圖。
55.圖22是圖19的線圈組件的放大的局部端視圖。
56.圖23是圖19的線圈組件的側視圖。
57.圖24是包括多個圖15的感應器組件的多單元感應器系統的立體圖。
58.圖25是包括多個圖1的感應器組件的多單元感應器系統的示意圖。
59.圖26是圖25的多單元感應器系統的示意圖。
60.圖27是根據本發明的另外實施例的感應器組件的立體圖。
61.圖28是圖27的感應器組件沿圖27的線28-28截取的剖視圖。
62.圖29是包括多個圖27的感應器組件的多單元感應器系統的立體圖。
63.圖30是根據本發明的另外實施例的線圈組件的立體圖。
64.圖31是圖30的線圈組件的分解立體圖。
65.圖32是圖30的線圈組件的側視圖。
66.圖33是圖30的線圈組件的放大的局部端視圖。
67.圖34是圖30的線圈組件的放大的局部端視圖。
68.圖35是根據另外實施例的雙線圈電感器組件的俯視立體圖。
69.圖36是圖35的雙線圈電感器組件的反向俯視立體圖。
70.圖37是沿圖36的線37-37截取的圖35的雙線圈電感器組件的剖視圖。
71.圖38是形成圖35的雙線圈電感器組件的一部分的線圈組件的分解立體圖。
72.圖39是圖38的線圈組件的立體圖。
73.圖40是圖38的線圈組件的反向立體圖。
74.圖41是圖38的線圈組件的端視圖。
75.圖42至圖44是沿圖40的線42-42截取的圖38的線圈組件的放大的局部剖視圖。
76.圖45是表示包括圖35的雙線圈電感器組件的ac電力系統的示意圖。
77.圖46是表示包括圖35的雙線圈電感器組件的另外ac電力系統的示意圖。
78.圖47是形成圖38的線圈組件的多個部分的兩個導體箔和兩個電絕緣片的局部側視圖，其中為了解釋的目的，導體箔和電絕緣片被展平地示出。
79.圖48是形成圖38的線圈組件的多個部分的兩個導體箔和兩個電絕緣片的局部立體圖，其中為了解釋的目的，導體箔和電絕緣片被展平地示出。
80.圖49是根據另外實施例的雙線圈電感器組件的俯視立體圖。
81.圖50是沿圖49的線50-50截取的圖49的雙線圈電感器組件的剖視圖。
82.圖51是根據另外實施例的雙線圈電感器組件的剖視圖。
83.圖52是形成圖51的雙線圈電感器組件的一部分的內線圈組件的放大的局部端視圖。
84.圖53是形成圖51的雙線圈電感器組件的一部分的外線圈組件的放大的局部端視圖。
85.圖54是圖51的雙線圈電感器組件的局部立體圖。
具體實施方式
86.現在將在下文中參考附圖更全面地描述本發明，在該附圖中示出了本發明的示例性實施例。在附圖中，為了清楚起見，可夸大區域或特征的相對尺寸。然而，本發明可以以許多不同的形式實施，并且不應該被解釋為限于這里闡述的實施例；相反，提供這些實施例是為了使本公開全面和完整，并且向本領域技術人員充分傳達本發明的范圍。
87.應當理解，盡管本文可以使用術語第一、第二等來描述各種元件、部件、區域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區域、層和/或部分應當不受這些術語的限制。這些術語僅用于將一個元件、部件、區域、層或部分與另一區域、層或部分區分開。因此，在不脫離本發明的教導的情況下，下面討論的第一元件、部件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分。
88.為了便于描述，在這里可使用空間相對術語，例如“在下方”、“在下面”、“下部”，“在上方”、“上部”等來描述如圖所示的一個元件或特征與另一個或多個元件或特征的關系。應當理解，空間相對術語旨在包含裝置在使用或操作時除了圖中所示的定向之外的不同定向。例如，如果圖中的裝置被翻轉，則被描述為在其它元件或特征“下面”或“下方”的元件此時將被定向在其它元件或特征“上方”。因此，示例性術語“在下面”可包括上面和下面的定向。該裝置可以其它的方向定向(旋轉90
°
或在其它方向上)，并且相應地解釋本文所使用的空間相對描述。
89.如本文所使用的，單數形式“一”、“一個”或“該”旨在也包括復數形式，除非另有明確說明。應當進一步理解，術語“包括(includes)”，“包含(comprises)”，“包括(including)”和/或“包含(comprising)”當在本說明書中使用時是指存在所述特征、整體(integer)、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一個或更多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組。應當理解，當一個元件被稱為“連接”或“聯接”到另一個元件時，它可以直接連接或聯接到另一個元件，或者可以存在中間元件。如本文所使用的，術語“和/或”包括一個或更多個相關聯的所列項目的任意組合和所有組合。
90.除非另外定義，否則本文所使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員之一通常理解的含義相同的含義。應當進一步理解，諸如在常用詞典中定義的那些術語應被解釋為具有與其在本說明書和相關領域的背景中的含義一致的含義，并且將不在理想化的或者過度正式的意義上來解釋，除非在本文明確地這樣定義。
91.典型的感應線圈設計使用導體，該導體使用清漆絕緣并繞線軸旋轉。然而，因為負載電流需要導體的顯著橫截面，所以這種設計通常不能承受線圈的匝之間的顯著瞬態過電壓，并且尺寸會很大。在那種情況下，因為它具有圓形形狀，所以導體的匝之間存在顯著的空間損失。如果在線圈上安裝絕緣蓋以確保它能夠承受非常高的瞬態過電壓，那么整個線圈組件的尺寸將變得更大。此外，振動可能是一個問題，因為線圈的匝之間存在最小的接觸，這允許一些可能的移動。
92.參照圖1至圖11，在這里示出了根據本發明的實施例的雙線圈感應器組件100。感應器組件100具有縱向軸線l-l。
93.感應器組件100包括外殼110、一對軸向間隔開的支撐基座120、支撐軸122、電絕緣裝配件124、一對襯套126、灌封件128、絕緣套管或絕緣管129、第一線圈組件131和第二線圈
組件151。
94.基座120和軸122是金屬(在一些實施例中是鋁)。軸122在任一端部處由基座120支撐并附接在基座120上。
95.裝配件124圍繞軸122安裝。裝配件124可以由塑料或聚合物材料形成，例如介電強度在約30kv/mm至40kv/mm的范圍內的聚醚砜。
96.線圈組件131、151(下面更詳細地描述)安裝在裝配件124和軸122上。線圈組件131、151各包括一對端子匯流條140、142、160、162。
97.外殼110包括一對側向相對的殼體114和一對軸向相對的端板112，殼體114和端板112緊固在一起以形成外殼110。外殼110限定內腔或腔室118，支撐軸122、裝配件124、灌封件128、絕緣管129、第一線圈組件131和第二線圈組件151設置并容納在該內腔或腔室118內。四個端子開口116限定在外殼110中并與腔室118連通。
98.外殼部件112、114可以由任意適合的材料形成。在一些實施例中，外殼部件112、114由電絕緣聚合物阻燃材料形成，例如sabic的noryl n190x，其介電強度為約19kv/mm。
99.四個絕緣管129中的每一個均環繞相應的端子匯流條140、142、160、162的長度，該端子匯流條140、142、160、162延伸穿過腔室118，穿過端子開口116，并且超出端子開口116規定的距離。管129可由任意適合的材料形成。在一些實施例中，管129由電絕緣聚合物材料形成。在一些實施例中，管129由電絕緣彈性材料形成。在一些實施例中，管129由電絕緣的可熱收縮的聚合物(例如，彈性體)形成，該聚合物已經圍繞相應的端子匯流條140、142、160、162熱收縮。
100.灌封件128填充腔室118內的空隙空間，該空隙空間未被其它部件占據。灌封件128可由任意適合的材料形成。灌封件128是電絕緣的。在一些實施例中，灌封件128由具有至少18kv/mm的擊穿電壓的材料形成。在一些實施例中，灌封件128是環氧樹脂或聚氨酯樹脂。
101.每個襯套126均是環形的并且夾在或插在端板112和相鄰的基座120之間并且安裝在軸122上。襯套126可由任意適合的材料形成。在一些實施例中，襯套由彈性聚合物材料形成。在一些實施例中，襯套126由彈性體形成，并且在一些實施例中，由硅彈性體或橡膠形成。
102.線圈組件131包括多層線圈130、內端子匯流條140和外端子匯流條142。
103.線圈130是空氣芯線圈。線圈130具有線圈軸線a-a和軸向相對的端部130a、130b。線圈130包括導電的導體片、帶或箔132和電絕緣的絕緣帶或片134。箔132和片134圍繞軸線a-a盤旋地共同纏繞或卷繞以形成繞組136。繞組136從導體箔132的最內側繞組136e在內側通道138中逐漸延伸到線圈130的外徑上的導體箔132的最外側繞組136f。每個繞組136在前面的繞組136上徑向疊加、堆疊或圍繞前面的繞組136卷繞。
104.導體箔132具有相反的側邊緣132a，該側邊緣132a沿線圈軸線a-a軸向間隔開并且彼此基本上平行地延伸。導體箔132盤旋地纏繞，使得每個邊緣132a基本上保持在從繞組136e到繞組136f的整個線圈130的單個側向平面e-e(圖7)中或附近。也就是說，導體箔132保持與其自身對齊并且盤旋地(spirally)而不是螺旋地(helically)纏繞。
105.根據一些實施例，線圈130包括從繞組136e到繞組136f的至少10匝或繞組，并且在一些實施例中，包括從約60匝到100匝。應當理解，在附圖中，沒有具體示出層132、134和線圈130、150的匝，或者在圖8中僅部分示出。因此，附圖中的層132、134的描繪可能不是關于
匝的數量、層的厚度或層之間的間距來按比例繪制的。
106.導體箔132可由任意適合的導電材料形成。在一些實施例中，導體箔132由金屬形成。在一些實施例中，導體箔132由銅或鋁形成。
107.絕緣片134可由任意適合的電絕緣材料形成。在一些實施例中，絕緣片134由聚合物材料形成。在一些實施例中，絕緣片134由聚酯膜形成。在一些實施例中，絕緣片134由具有至少4kv/mm的擊穿電壓的材料形成，并且在一些實施例中，在約13kv/mm至20kv/mm的范圍內。
108.線圈130通常是管狀的。在一些實施例中，線圈130的外輪廓基本上是圓柱形的并且在側向橫截面上基本上是圓形的。
109.線圈130具有厚度ct(圖7)、長度cl(圖7；與線圈軸線l-l平行)和外徑cd(圖8)。厚度ct是在與線圈軸線a-a正交的側向平面n-n(圖7)中從最內側導體繞組136e到最外側導體繞組136f的徑向距離。
110.根據一些實施例，線圈130通常為圓柱形，其長度cl大于其外徑cd。根據一些實施例，cl/cd比為至少0.2，并且在一些實施例中，在約0.3至1.5的范圍內。
111.圖9至圖10是平放的導體箔132和絕緣片134(例如，在卷繞成線圈130之前)的局部視圖。導體箔132具有厚度mt、長度ml和寬度mw。絕緣片134具有厚度it、長度il和寬度iw。
112.根據一些實施例，導體箔寬度mw大于線圈外徑cd。在一些實施例中，mw/cd比為至少0.2，并且在一些實施例中，在約0.4至1.5的范圍內。
113.根據一些實施例，導體箔寬度mw大于線圈厚度ct。在一些實施例中，mw/ct比為至少0.5，并且在一些實施例中，在約2至3的范圍內。
114.根據一些實施例，厚度mt在約0.1mm至2mm的范圍內，并且在一些實施例中，在約0.5mm至1mm的范圍內。根據一些實施例，長度ml在約1m至40m的范圍內。根據一些實施例，寬度mw在約0.5cm至30cm的范圍內。
115.根據一些實施例，厚度it在約0.05至1mm的范圍內。根據一些實施例，長度il在約1m至40m的范圍內。根據一些實施例，寬度iw在約0.5cm至30cm的范圍內。
116.根據一些實施例，mw/mt比為至少2.5，并且在一些實施例中，在約170至500的范圍內。
117.根據一些實施例，iw/it比為至少2.5，并且在一些實施例中，在約1000至4000的范圍內。
118.根據一些實施例，絕緣片134的邊緣部分134g軸向向外延伸超過導體箔132的相鄰邊緣距離io(圖7)。在一些實施例中，距離io為至少1mm，并且在一些實施例中，距離io在約3mm至10mm的范圍內。
119.根據一些實施例，線圈130通過以下方法形成。導體箔132分別形成為離散的帶(tape)、條(strip)、片或箔。絕緣片134單獨地分別形成為離散的帶、條、片或箔。然后將預成形箔132和預成形片134配合、層壓或層疊在一起并盤旋地共同纏繞成線圈結構，以形成線圈130。在一些實施例中，層132、134圍繞圓柱形心軸共同纏繞，形成或支撐。在一些實施例中，層132、134圍繞裝配件124共同纏繞。
120.在一些實施例中，箔132和片134在纏繞成線圈之前沿其長度彼此不結合。也就是說，箔132和片134松散地共同纏繞并且彼此不結合或不層壓直到線圈130形成。在一些實施
例中，箔132和片134在完成的線圈130中除了在線圈130的端部處通過灌封件128結合之外彼此不結合。因此，在這種情況下，箔132和片134在它們的寬度上彼此不結合。在一些實施例中，箔132和片134緊密地纏繞，使得將導體箔132的繞組之間的空氣間隙最小化或消除。
121.端子匯流條140、142可由任意適合的導電材料形成。在一些實施例中，端子匯流條140、142由金屬形成。在一些實施例中，端子匯流條140、142由銅或鍍錫銅形成。
122.內端子匯流條140(圖2)包括通過連接器腿140b連接的接觸腿140a和端子腿t1。接觸腿140a通過螺釘5、螺母6和夾持構件或夾板141(圖8)以與導體箔132的最內側繞組136e機械接觸和電接觸的形式固定。導體箔繞組136e插在或夾在接觸腿140a和夾板141之間。螺釘5穿過繞組136e并由螺母6固定，使得接觸腿140a和夾板141壓縮地夾緊在接觸腿140a和夾板141之間的繞組136e上。端子腿t1通過開口116延伸到外殼110外部。
123.外端子匯流條142(圖2)包括通過連接器腿142b連接的接觸腿142a和端子腿t2。接觸腿142a通過螺釘5、螺母6和夾板141(圖5)以與導體箔132的最外側繞組136f機械接觸和電接觸的方式固定。繞組136f通過螺釘5(該螺釘5穿過繞組136f)和螺母6以與上述用于接觸腿140a、螺釘5、螺母6和夾板141相同的方式夾緊在接觸腿142a和夾板141之間。端子腿t2通過開口116延伸到外殼110外部。
124.線圈組件151以與線圈組件131相同的方式構造，并且包括多層線圈150、內端子匯流條160和外端子匯流條162，該多層線圈150、內端子匯流條160和外端子匯流條162對應于線圈130、內端子匯流條140和外端子匯流條142。線圈150具有線圈軸線b-b。
125.內端子匯流條160的端子腿t3通過螺釘5、螺母6和夾板141以與上述用于接觸腿l40a、螺釘5、螺母6和夾板141的相同的方式與線圈150的導體箔的最內側繞組156e機械接觸和電接觸地固定。端子腿t3通過開口116延伸到外殼110外部。
126.外端子匯流條162的端子腿t4通過螺釘5、螺母6和夾板141以與上述用于接觸腿140a、螺釘5、螺母6和夾板141的相同方式與線圈150的導體箔的最外側繞組156f機械接觸和電接觸地固定。端子腿t4通過開口116延伸到外殼110外部。
127.因此，根據一些實施例，線圈130、150使用非常薄(例如，從0.2mm直到1.5mm)并且非常寬(例如，從30mm直到200mm)的金屬箔或導體。然后，將這種呈箔形式的導體圍繞塑料圓柱體(例如，裝配件124)纏繞。在箔的匝之間使用薄的絕緣片，該薄的絕緣片將在線圈的匝之間提供充分的絕緣(例如，從5kv直到20kv)。匯流條連接到導體箔的內側繞組和外側繞組上，并從外殼突出。匯流條使用熱收縮的電絕緣套管進一步地電絕緣。熱收縮套管可防止匯流條和線圈的其余部分之間的閃絡。線圈被覆蓋在塑料外殼內，然后用環氧樹脂灌封，以在線圈的兩個軸向端部處的導體箔的匝之間提供電絕緣。此外，灌封件防止濕氣滲入線圈內側，這可能會降低線圈的絕緣性或使所用的絕緣體的絕緣性能老化。此外，灌封件還將使線圈在振動的情況下更穩定，并且還提高了線圈的兩個輸出之間的絕緣。
128.根據方法實施例，感應器組件100是用于兩相ac電力系統7中的兩相線圈，如圖11中的圖所示。線l1的輸入連接到端子t2上，并且線l1的輸出連接到端子t1上。線l2的輸入連接到端子t3上，并且線l2的輸出連接到端子t4上。在一些實施例中，ac電力系統具有約650vrms的電壓l1-l2和約100a的負載電流。斷路器可設置在感應器組件100的輸入端子t2、t3和電源之間。感應器組件100的輸出端子t3、t4可連接至配電板上。
129.在線中的浪涌電流(高di/dt)的情況下，絕緣管129將隔離被覆蓋的端子匯流條，
并從而防止連接到該線上的線圈與另一線圈的端子匯流條之間的閃絡。例如，在圖3中可以看出，匯流條140的連接腿140b沿線圈150的長度延伸。當浪涌電流施加到線圈150上時，端子匯流條140上的管129可防止從線圈150到匯流條140的連接腿140b上的閃絡。
130.灌封件128(例如，環氧樹脂)覆蓋線圈130、150的端部，并從而穩定線圈130、150以及增加在每個線圈130、150內的導體箔(例如，導體箔)的匝之間的電絕緣。灌封件128還提高了兩個線圈130、150的相鄰端部之間的電絕緣。灌封件128進一步提高了線圈130、150和匯流條140、142、160、162之間的電絕緣。
131.外側塑料外殼110可消耗振動并為線圈130、150提供環境保護。外殼110還增加了針對線圈130、150的電絕緣。堅固的安裝支架或基座120和支撐軸122能確保感應器組件100能夠承受振動。
132.襯套126可用于容忍感應器組件100中的制造公差，從而減少振動。襯套126還可用于阻尼或吸收施加到感應器組件100上的力(例如，振動)。襯套126還可彈性地并暫時地容忍由線圈130、150的加熱引起的感應器組件100的膨脹。
133.灌封件還可容忍感應器組件100中的制造公差，從而減少振動。
134.因為螺釘5或其它緊固件和夾板141用于將匯流條140、142、160、162固定到最內側繞組136e、156e和最外側繞組136f、156f上，所以不必使用可熔化薄的線圈導體箔的焊接(welding)或軟焊(soldering)技術。
135.圖12至圖14示出了根據本發明的另外實施例的感應器組件200。感應器組件200與感應器組件100類似地構造，但僅包括單個線圈組件231。線圈組件231包括線圈230和端子匯流條240、242，線圈組件131、線圈230和端子匯流條240、242對應于線圈組件131、線圈130和端子匯流條140、142，并以與用于線圈組件131、線圈130和端子匯流條140、142所描述的相同的方式構造。端子匯流條240、242具有對應于感應器組件100的端子腿t1和t2的端子腿t1和t2。
136.如圖14中示意性地示出的，感應器組件200可串聯連接到電力系統9的保護接地(pe)上，其線之間的電壓為650vrms，并且負載電流為100a。根據相關標準，感應器組件200的額定電流可以為實際線電流的一半(即，約50a)。感應器組件200的輸出t1連接到配電板內側的pe端子上。
137.根據本發明的一些實施例，如本文所述的感應器組件具有約100a的特定負載電流額定值，可以在正常低電壓(lv)應用(高達1000vac)下操作，能夠維持非常高的瞬態過電壓事件，該瞬態過電壓事件可能在橫跨其端部(在100kv的范圍內)產生，能夠滿足極端振動條件，能夠安裝在外部環境中，基本上降低故障引發火災的風險或將故障引發火災的風險最小化，占地面積和尺寸小(例如，小于43000cm3)，并且重量相對輕(例如，小于25kg)。
138.圖15至24示出了根據本發明的另外實施例的雙線圈感應器組件300。感應器組件300與感應器組件100類似地構造，但被配置成使得端子腿t1、t2從感應器組件300的一個軸向端部302a延伸，并且端子腿t3、t4從感應器組件300的相對軸向端部302b延伸。
139.除了所示出的和所討論的之外，感應器組件300還包括分別對應于部件110、120、122、124、126、128、129、131和151的外殼組件310、一對軸向間隔開的支撐基座320、支撐軸322、電絕緣裝配件324、一對襯套326、灌封件328、絕緣套管或絕緣管329、第一線圈組件331和第二線圈組件351。
140.外殼組件310包括一對軸向相對的圓柱形杯狀殼體314和一對軸向相對的端板312a和312b。每個殼體314限定腔室318以容納組件331、351中的相應一個和灌封件328。兩個端子開口316在每個端板312中限定并與相鄰的腔室318連通。電絕緣的分隔襯套315插在殼體314的相鄰的內端部之間。分隔襯套315可由如上所述的用于襯套126的材料形成。
141.除了在其端子匯流條340、342、360、362的構造之外，線圈組件331、351以與線圈組件131、151相同的方式構造。參照圖21，端子匯流條340連接到線圈330的最內側繞組336e上，并具有延伸穿過端板312a中的開口316的端子腿t1。參照圖22，端子匯流條342連接到線圈330的最外側繞組336f上，并具有延伸穿過端板312a中的另一個開口316的端子腿t2。端子匯流條360連接到線圈350的最內側繞組上，并具有延伸穿過端板312b中的開口316的端子腿t3。端子匯流條362連接到線圈350的最外側繞組上，并具有延伸穿過端板312b中的另一個開口316的端子腿t4。每個端子腿t1、t2、t3、t4被絕緣管329覆蓋，該絕緣管329延伸穿過相應的開口316。每個端子腿t1、t2、t3、t4還可以被絕緣管329內的內絕緣管327覆蓋。絕緣管327可以由與所述的用于絕緣管129的材料相同的材料形成。
142.圖19至圖23更詳細地示出了線圈組件331。線圈組件351以與線圈組件331相同的方式構造。如圖19至圖23所示，線圈330包括箔332、絕緣片334、夾板341和緊固件5、6，該箔332、絕緣片334、夾板341和緊固件5、6分別對應于線圈組件131的部件132、134、141、5和6，并以與線圈組件131的部件132、134、141、5和6相同的方式組裝。箔332的最內側繞組336e的端部通過夾板341a和緊固件5、6以與端子匯流條340電接觸的方式機械地固定。匯流條340、夾板341a和繞組336e可以被接收在所示出的裝配件324的槽中。箔332的最外側繞組336f的端部通過夾板341和緊固件5、6以與端子匯流條342電接觸的方式機械地固定。
143.從圖16中可以理解，雙線圈感應器組件300具有縱向軸線l-l，線圈330具有線圈軸線a-a，并且線圈350具有線圈軸線b-b。線圈軸線a-a、b-b與軸線l-l基本上平行，并且在一些實施例中，與軸線l-l基本上同軸。在一些實施例中，線圈軸線a-a、b-b基本上彼此平行。端子腿t1、t2、t3、t4各自沿軸線l-l的方向從感應器組件300的端部302a、302b軸向延伸或突出。在一些實施例中、端子腿t1、t2、t3、t4各自沿與軸線l-l基本上平行的軸線延伸。
144.因此，線圈330的輸入端子t1和輸出端子t2從單元300的同一端部302a延伸。線圈350的輸入端子t3和輸出端子t4從單元300的同一相對端部302b延伸。因為不存在從一個線圈330、350延伸穿過另一個線圈330、350的端子匯流條，所以這種結構可使線圈330、350能夠更好地彼此絕緣。
145.感應器組件300的端子構造還允許能夠組裝多單元感應器系統301，例如如圖24和圖26所示出的。系統301包括以相對緊湊的并排布置的多個(如所示出的，四個)雙線圈感應器組件300a-300d(每個如針對組件300所描述的那樣構造)。感應器組件300a-300d的感應線圈330通過連接導體7(例如，金屬線纜)連接到線l1上并且彼此串聯連接。感應器組件300a-300d的感應線圈350通過連接導體7(例如，金屬線纜)連接到線l2上并且彼此串聯連接。
146.在系統301中，感應器組件300a-300d的縱向軸線l-l彼此非同軸地延伸。也就是說，感應器組件300a-300d的相應的縱向軸線l-l基本上彼此平行地延伸(如所示出的)，但是彼此側向地移位，或者可以彼此橫向地延伸。
147.系統301的構造避免了感應器組件100a-100d的同軸構造，例如如圖25的感應器系
統101中所示出的，其中共用中心金屬柱122’支撐多個感應器組件100a-100d的每個線圈130、150。在系統101中，系統101的介質耐壓(dielectric withstand voltage)可以受到每個端子t1、t2、t3、t4和相鄰基座120之間的距離d1的限制。在雷擊或其它浪涌事件的情況下，由于高di/dt在線圈端子上的感應電壓將導致閃絡；結果，電流可以從端子t1-t4閃絡到相鄰的基座120，并且電流可從基座120通過中心金屬柱122’傳導到電路的高壓hv側，從而在下游的感應器組件100a-100d的線圈130、150的周圍短路。也就是說，因為電路的端部lv、hv之間的電壓電勢由中心金屬柱122’橋接，所以降低了系統101的總介質耐壓。
148.相比之下并且參照圖26，在系統301中，由于來自高di/di，從端子t1、t2、t3、t4跨過距離d2到相鄰的基座320的所感應的雷電沖擊電壓，所以來自雷電浪涌或其它浪涌事件的電流可能仍然閃絡。然而，為了使電流傳導到下一個感應器組件300b-300d，所以電流必須在從第一感應器組件300a的基座320到感應器組件300b的基座320的距離d3上閃絡。可以選取相鄰的感應器組件300a-300d的基座320之間的距離，以在感應器組件300a-300d之間以及針對整個系統301提供升高的和足夠的介質耐壓。這樣，實現了感應器組件300a-300d之間的大量的電絕緣。結果，整個系統301從lv側到hv側的總雷電沖擊過電壓得以保持。例如，如果每個感應器組件300a-300d的雷電沖擊擊穿電壓是100kv，那么系統301的總雷電沖擊擊穿電壓將是400kv。這可以在每個感應器組件300a-300d中保持導電金屬支撐軸322的同時完成。金屬支撐軸322可以是理想的，以提供改進的強度、導熱性、抗熱損壞性(例如熔化)，以及制造中的容易性和靈活性。
149.分隔襯套315可使線圈組件331、351彼此電絕緣。分隔襯套315可用于容忍感應器組件300中的制造公差，從而減小振動。分隔襯套315還可以用于阻尼或吸收施加到感應器組件300上的力(例如，振動)。分隔襯套315還可彈性地且臨時地容忍由線圈330、350的加熱引起的感應器組件300的膨脹。
150.圖27至圖29示出了根據本發明的另外實施例的感應器組件400。感應器組件400與感應器組件300類似地構造，但僅包括單個線圈組件431。對應于線圈組件131、線圈130和端子匯流條140、142，線圈組件431包括線圈430和端子匯流條440、442，并且以與針對線圈組件131、線圈130和端子匯流條140、142所描述的相同方式構造。端子匯流條440、442具有對應于感應器組件300的端子腿t1和t2的端子腿t1和t2。
151.感應器組件400具有縱向軸線l-l，并且線圈430具有線圈軸線a-a。線圈軸線a-a基本上與軸線l-l平行，并且在一些實施例中，基本上與軸線l-l同軸。端子腿t1、t2各自沿軸線l-l的方向從感應器組件400的端部410a軸向延伸或突出。在一些實施例中，端子腿t1、t2各自沿與軸線l-l基本上平行的軸線延伸。因此，線圈430的輸入端子t1和輸出端子t2從單元400的相同端部402b延伸，如上面關于感應器組件300所討論的。
152.多個感應器組件300可組裝成多單元感應器系統401，例如如圖29所示。系統401包括以相對緊湊的并排布置的多個(如所示出的，四個)感應器組件400a-400d(每個如針對組件400所描述的那樣構造)。感應器組件400a-400d的感應線圈430通過連接導體7(例如，金屬線纜)連接到線l1上并且彼此串聯連接。
153.在系統401中，感應器組件400a-400d的縱向軸線l-l彼此非同軸地延伸。也就是說，感應器組件400a-400d的相應縱向軸線l-l基本上彼此平行地延伸(如所示出的)，但是彼此側向地移位，或者可以彼此橫向地延伸。因此，該構造可以提供上面關于感應器組件
300所討論的優點。
154.參照圖31至圖34，其中示出了根據另外實施例的線圈組件531。線圈組件531可用于代替線圈組件131、151、231、331、351、431中的任意一個。除了以下方面，線圈組件531以與線圈組件331相同的方式構造和操作。
155.線圈組件331包括如下所述的線圈530，該線圈530與線圈330不同。線圈組件531還包括端子匯流條540、542、夾板341和緊固件5、6，分別對應于線圈組件331的部件340、342、341、5和6，并以與線圈組件331的部件340、342、341、5和6相同的方式組裝。
156.線圈530包括對應于箔332和絕緣片334的第一箔532和絕緣片534。線圈530還包括第二導體或箔533。第一箔532和第二箔533共同形成多層電導體537。箔532、533可以由與上述箔132相同的材料和相同的尺寸形成。
157.第一箔532、第二箔533和絕緣片534圍繞線圈軸線a-a盤旋地共同纏繞或卷繞以形成繞組536，第二箔533插在或夾在第一箔532和絕緣片534之間。繞組536從多層導體537的最內側繞組536e(即，導體箔532、533)逐漸延伸到線圈530的外徑上的多層導體537的最外側繞組536f(即，導體箔532、533)。每個繞組536徑向疊加、堆疊在前面的繞組上或圍繞前面的繞組536卷繞。箔532、533實際上可以緊密地纏繞以彼此面對面地電接觸。
158.每個導體箔532、533具有相反的側邊緣，該側邊緣沿線圈軸線a-a軸向間隔開并且基本上彼此平行地延伸。導體箔532、533盤旋地纏繞，使得每個側邊緣基本上保持在從繞組536e到繞組536f的整個線圈530中的單個側向平面(即，對應于圖7的平面e-e)中或附近。也就是說，多層導體537和導體箔532、533保持與它們自身對齊并且盤旋地(spirally)而不是螺旋地(helically)纏繞。在一些實施例中，導體箔532、533基本上是共同延伸的。
159.多層導體的最內側繞組536e的端部(即，箔532和箔533的端部)通過夾板541a和緊固件5、6以與端子匯流條540電接觸的方式機械地固定。如所示出的，匯流條540、夾板541a和繞組536e可被接收在裝配件524中的槽中，如所示出的。多層導體的最外側繞組536f的端部(即，箔532和箔533的端部)通過夾板541和緊固件5、6以與端子匯流條542電接觸的方式機械地固定。
160.與箔132相比，多層導體537具有增加的橫截面積，并從而為相同長度的導體提供較小的電阻。結果，線圈530(以及由此裝入線圈組件531的感應器組件)可以被額定為更大的電流強度和功率。
161.例如，對于每條線l1、l2，兩相感應器組件300可以被額定為100a(通過l1和l2的負載電流)。pe感應器組件400可以被額定為50a(即，線感應器的額定值的一半)。在那種情況下，感應器組件300、400的線圈均使用單個導體箔。
162.與感應器組件300、400的單個導體箔相比，多層導體537的平行的疊加的導體箔532、533使線圈導體的橫截面積加倍。結果，用于每條線l1、l2的兩相感應器組件可以被額定為150a，該兩相感應器組件裝入線圈組件531中，并且裝入線圈組件531的pe感應器組件可以被額定為75a。
163.在一些實施例中，箔532、箔533和絕緣片534在纏繞成線圈之前彼此沿其長度不結合。也就是說，箔532、533和片534松散地共同纏繞并且彼此不結合或不層壓直到形成線圈530之后。在一些實施例中，除了在線圈530的端部處的灌封件528之外，箔532、533和絕緣片534在完成后的線圈130中彼此不結合。在這種情況下，層532、533、534在它們的寬度上彼此
不粘合。在一些實施例中，箔532、533和片534緊密地纏繞，使得導體箔532、533的繞組之間的空氣間隙最小化或消除。
164.多層導體537提供用于線圈導體的優于使用單個較厚的箔(例如，兩個0.8mm的箔522、533而不是單個1.6mm的箔132)的多個優點，因為單個較厚的箔可能太厚而不能有效地制成線匝(即，在線圈的匝之間不產生間隙等)。與線圈130的直徑相比，線圈530的外徑可以適度地增加，同時保持相同的線圈長度。另一方面，如果通過使用相同厚度的箔132(例如，0.8mm)增加導體橫截面但是使箔132的寬度加倍，那么線圈占地面積的長度方面將基本上是兩倍，這可能需要感應器組件具有不期望的占地面積。
165.參照圖35至圖48，圖中示出了根據本發明的實施例的組合雙線圈電感器組件600。電感器組件600與電感器組件100和300類似地構造，但是被配置為使得兩個獨立的線圈630和650被共同纏繞并集成到單個線圈組件631中。
166.參照圖35至圖37，除了所示出的和所討論的之外，感應器組件600還包括分別對應于部件110、120、122、124、126、128和129的外殼組件610、一對軸向地間隔開的支撐底座620、支撐軸622、電絕緣裝配件624、一對套管626、灌封件628和絕緣套管或絕緣管629。電感器組件600包括：從電感器組件600的一個軸向端部602a延伸的端子腿t1、t2，以及從電感器組件600的相反的軸向端部602b延伸的端子腿t3、t4。如上所述，雙線圈組件631被容納在外殼組件610中。
167.參照圖38至圖41，線圈組件631包括第一線圈630和第二線圈650，它們被組合以形成如下所述的組合線圈639。線圈組件631還包括分別對應于線圈組件331的部件340、342、360、362、341、5和6的端子匯流條640、642、660、662、夾板641和緊固件5、6(圖42至圖44)。
168.組合線圈639包括第一箔632、第二箔652、第一絕緣片634和第二絕緣片654。當如下所述和如圖所示地盤旋地纏繞時，第一箔632形成第一線圈630。當如下所述和如圖所示地盤旋地纏繞時，第二箔652形成第二線圈650。
169.可以以與針對箔132描述的方式相同的方式構造和形成箔632、652。箔632具有內端632a(圖38和圖42)和相反的外端632b(圖38和圖43)。箔652具有內端652a(圖38和圖42)和相反的外端652b(圖40和圖44)。可以以與針對絕緣片134描述的方式相同的方式構造和形成絕緣片634、654。
170.第一箔632、第二箔652、第一絕緣片634和第二絕緣片654圍繞線圈軸線a-a盤旋地共同纏繞或卷繞以形成繞組636，其中，絕緣片634、654插在第一箔632和第二箔652之間或夾在第一箔632和第二箔652之間。繞組636在組合線圈639的外徑上從箔632、652的最內側繞組636e連續地或逐漸地延伸到箔632、652的最外側繞組636f。每個繞組636均徑向地疊加、堆疊在前面的繞組636上或圍繞前面的繞組636卷繞。箔632、652和絕緣片634、654可以彼此面對面接觸地進行緊密纏繞。也就是說，雖然每個絕緣片634、654在所述絕緣片634、654的任一側與金屬箔632、652面對面接觸，但是金屬箔632、652彼此不面對面接觸。如本文所討論的，箔632、652彼此不電接觸，而是電磁耦合。
171.圖47是在纏繞以形成組合線圈639之前被示出為展平的導體箔632、652和絕緣片634、654的局部側視圖。圖48是在纏繞以形成組合線圈639之前被示出為展平的導體箔632、652和絕緣片634、654的分解的局部立體圖。
172.如圖42-圖44、圖47和圖48所示，箔632、652和絕緣片634、654交錯，使得箔632、652
利用絕緣片634、654沿每個箔632、652的整個長度而彼此電絕緣。
173.每個導體箔632、652均具有相反的側邊緣，該側邊緣沿線圈軸線a-a軸向地間隔開并且基本上彼此平行地延伸。導體箔632、652盤旋地纏繞，使得每個側邊緣基本上保持在從繞組636e到繞組636f的整個線圈639中的單個側向平面(即，對應于圖7的平面e-e)中或附近。也就是說，導體箔632、652保持與它們自身對齊并且盤旋地而不是螺旋旋地纏繞。在一些實施例中，導體箔632、652各自從最內側繞組636e的外表面完全延伸到最外側繞組636f。
174.在一些實施例中，箔632、652和絕緣片634、654在纏繞成線圈之前沿其長度彼此不結合。也就是說，箔632、652和絕緣片634、654松散地共同纏繞并且彼此不結合或不層壓直到組合線圈639形成。在一些實施例中，箔632、652和絕緣片634、654在完成的組合線圈639中除了通過在組合線圈639的端部處通過灌封件628結合之外彼此不結合。在這種情況下，層632、652、634、654在它們的寬度上彼此不結合。在一些實施例中，箔632、652和絕緣片634、654緊密地纏繞，使得導體箔632、652和絕緣片634、654的繞組之間的空氣間隙最小化或消除，同時增強了電磁耦合。
175.如圖37和圖42所示，端子腿t1在第一位置處電連接到導體箔632。在一些實施例中并且如圖所示，第一位置鄰近(即，處于或靠近)箔632的內端632a。更具體地，導體箔632的最內側繞組636e的端部通過夾板641和緊固件5、6以與端子匯流條640電接觸的方式機械地固定。如圖所示，匯流條640、夾板641和導體箔632可以被容納于裝配件624中的槽中。
176.如圖37和圖43所示，端子腿t2在沿著箔632的長度與第一位置間隔開的第二位置處電連接到導體箔632。在一些實施例中并且如圖所示，第二位置鄰近(即，處于或靠近)箔632的外端632b。更具體地，箔632的最外側繞組636f的端部通過夾板641和緊固件5、6以與端子匯流條642電接觸的方式機械地固定。
177.如圖37和圖42所示，端子腿t3在第一位置處電連接到導體箔652。在一些實施例中并且如圖所示，第一位置鄰近(即，處于或靠近)箔652的內端652a。更具體地，導體箔652的最內側繞組636e的端部通過夾板641和緊固件5、6以與端子匯流條660電接觸的方式機械地固定。如圖所示，匯流條660、夾板641和導體箔652可以被容納于裝配件624中的槽中。
178.如圖37和44中所示，端子腿t4在沿著箔652的長度與第一位置間隔開的第二位置處電連接到導體箔652。在一些實施例中并且如圖所示，第二位置鄰近(即，處于或靠近)箔652的外端652b。更具體地，箔652的最外側繞組636f的端部通過夾板641和緊固件5、6以與端子匯流條662電接觸的方式機械地固定。
179.匯流條640用作通向箔632的內端632a的引線或端子(t1)。匯流條642用作通向箔632的外端632b的引線或端子(t2)。端子t1、t2與箔632之間的電連接位置沿箔632的長度間隔開，并且被線圈630的匝分開。
180.匯流條660用作通向箔652的內端652a的引線或端子(t3)。匯流條662用作通向箔652的外端652b的引線或端子(t4)。端子t3、t4與箔652之間的電連接位置沿箔652的長度間隔開，并且被線圈650的匝分開。
181.雙線圈電感器組件600可以用來代替電感器組件100和300。根據方法實施例，電感器組件600被用于包括相線l1和中性線n的ac電力系統11中，如圖45中的示意圖所示。線l1的輸入連接到電感器組件600的端子t1，并且線l1的輸出連接到電感器組件600的端子t2。中性線n的輸入連接到電感器組件600的端子t3，并且中性線n的輸出連接到電感器組件600
的端子t4。在一些實施例中，ac電力系統具有約650vrms的電壓l1-n和約100a的負載電流?？梢栽陔姼衅鹘M件600的輸入端子t1、t3和電源之間設置斷路器。電感器組件600的輸出端子t2、t4可以連接到配電板。
182.根據其他實施例，電感器組件600被用在如圖46中的示意圖所示的兩相ac電力系統12中。線l1的輸入連接到電感器組件600的端子t1，并且線l1的輸出連接到電感器組件600的端子t2。線l2的輸入連接到電感器組件600的端子t3，并且線l2的輸出連接到電感器組件600的端子t4。在一些實施例中，ac電力系統具有約650vrms的電壓l1-l2和約100a的負載電流?？梢栽陔姼衅鹘M件600的輸入端子t2、t3和電源之間設置斷路器。電感器組件600的輸出端子t1、t4可以連接到配電板。
183.將明白的是，線圈630和650被有效地插入到彼此中。例如，與電感器組件300相比，這種構造可以減小電感器組件600的尺寸、重量和成本。
184.這種結構還可以提高電感器組件的抗振能力。
185.線圈630和650相互電磁耦合。通過如上所述的共同纏繞的線圈630、650(即，將導體箔632和652盤旋地擰在一起)，增加了線圈630、650之間的互感和感應電磁耦合。這使得組合線圈639能夠使用具有較低的單獨電感值的單獨線圈630、650來實現較大的電感值。結果，例如，與電感器組件300相比，對于相同的總電感值而言，線圈630、650可以形成為具有更少的匝數并且組合線圈639的尺寸和重量可以更小。
186.例如，在一些實施例中，相對于用于電感器組件300的線圈330和350之間的電感耦合系數約為0.13，線圈630和650之間的電感耦合系數約為0.9。結果，電感器組件600可以包括各自具有約500μh的單獨電感值的線圈630、650，以便在線l1或線n上實現約900μh的有效總電感。
187.組合雙電感器組件(例如，電感器組件600)的實施例可以沿每條線(l1、l2或n)提供約400kv的非常高的電壓絕緣水平并且在兩條線之間(例如，在l1和n之間或者在l1和l2之間)提供約30kv的非常高的電壓絕緣水平。
188.在替代實施例中，導體箔632、652中的任一者(即，一者或兩者)可以被一對面對面電接觸的箔代替，如上文針對多層導體537描述的那樣。
189.參照圖49和圖50，圖中示出了根據本發明的另外實施例的組合雙線圈電感器組件700。除了以下討論的之外，以與雙線圈電感器組件600相同的方式構造電感器組件700并且可以以與雙線圈電感器組件600相同的方式使用電感器組件700。
190.雙線圈電感器組件700包括以與線圈組件631基本相同的方式構造的線圈組件731。雙線圈電感器組件700還包括對應于端子匯流條640、642、660和662的端子匯流條740、742、760和762。
191.端子匯流條740、742、760和762形成端子t1、t2、t3和t4。端子匯流條740、742、760和762以與針對端子匯流條640、642、660和662描述的方式相同的方式分別連接到第一線圈730(對應于線圈630)的最內側繞組736e、第一線圈730的最外側繞組736f、第二線圈750(對應于線圈650)的最內側繞組736e和第二線圈750的最外側繞組736f。
192.雙線圈電感器組件700與雙線圈電感器組件600的不同之處在于，端子腿t1和t3從線圈組件631的一端突出，并且端子腿t2和t4從線圈組件631的相反端突出。因此，線圈730、750中的每一個在線圈組件731的每一端都具有其端子腿t1、t4、t3、t4中的一個。
193.參照圖51至圖54，圖中示出了根據本發明的另外實施例的組合雙線圈電感器組件800。除了以下討論的之外，以與雙線圈電感器組件600相同的方式構造電感器組件800并且可以以與雙線圈電感器組件600相同的方式使用電感器組件800。
194.組合雙線圈電感器組件800包括內線圈830和外線圈850，該內線圈830和外線圈850被組合或徑向地堆疊以形成組合線圈組件839。線圈830和850不像在雙線圈電感器組件600中那樣共同纏繞。
195.感應器組件800包括外殼810、一對軸向地間隔開的支撐基座820、支撐軸822、電絕緣裝配件824、灌封件828、絕緣套管或絕緣管829、第一或內線圈組件831、第二或外線圈組件851和線圈間電絕緣層870。例如，可以以與外殼110、支撐底座120、支撐軸122、電絕緣裝配件124、灌封件128和絕緣套管或絕緣管129相同的方式構造外殼810、支撐底座820、支撐軸822、灌封件828和絕緣套管或絕緣管829。圖54中未示出灌封件828。
196.內線圈組件831包括多層線圈830、內端子匯流條840和外端子匯流條842。以與線圈組件131、內線圈130、內端子匯流條140和外端子匯流條142(圖6至圖10)基本相同的方式構造內線圈組件831、內線圈830、內端子匯流條840和外端子匯流條842。
197.內線圈830是空氣芯線圈。參照圖52，內線圈830包括導電導體片、帶或箔832(對應于箔132)和電絕緣的絕緣帶或片834(對應于絕緣片134)。如針對線圈130所描述的，箔832和片834圍繞線圈軸線a-a盤旋地共同纏繞或卷繞以形成繞組836。
198.內端子匯流條840包括接觸腿840a和端子腿t1。接觸腿840a通過如上文針對線圈130描述的夾持構件或夾板841和緊固件而被固定為與導體箔832的最內側繞組836e機械接觸和電接觸。端子腿t1通過開口延伸出外殼810。
199.外端子匯流條842包括接觸腿842a和端子腿t2。接觸腿842a通過如上文針對線圈130描述的夾持構件或夾板841和緊固件而被固定為與導體箔832的最外側繞組836f機械接觸和電接觸。端子腿t2通過開口延伸出外殼810。
200.外線圈組件851包括多層線圈850、內端子匯流條860和外端子匯流條862。以與線圈組件131、內線圈130、內端子匯流條140和外端子匯流條142(圖6至圖10)基本相同的方式構造內線圈組件851、內線圈850、內端子匯流條860和外端子匯流條862。
201.外線圈850是空氣芯線圈。參照圖52，外線圈850包括導電導體片、帶或箔852(對應于箔132)和電絕緣的絕緣帶或片854(對應于絕緣片134)。如針對線圈130所描述的，箔852和片854圍繞線圈軸線a-a盤旋地共同纏繞或卷繞以形成繞組856。
202.內端子匯流條860包括接觸腿860a和端子腿t3。接觸腿860a通過如上文針對線圈130描述的夾持構件或夾板841和緊固件而被固定為與導體箔852的最內側繞組856e機械接觸和電接觸。端子腿t3通過開口延伸出外殼810。
203.外端子匯流條862包括接觸腿862a和端子腿t4。接觸腿862a通過如上文針對線圈130描述的夾持構件或夾板841和緊固件而被固定為與導體箔852的最外側繞組856f機械接觸和電接觸。端子腿t4通過開口延伸出外殼810。
204.絕緣層870可以是管狀的。絕緣層870限定內腔或通道870b。每個端子腿t1、t2、t3、t4均被絕緣管829覆蓋，絕緣管829延伸穿過外殼810的相應的開口。可以如針對絕緣管129所描述的那樣構造絕緣管829。
205.線圈間電絕緣層870可以由任何合適的材料形成，并且可以呈任何合適的形式。在
一些實施例中，線圈間電絕緣層870是或包括電絕緣材料管狀層或電絕緣材料構件。在一些實施例中，線圈間電絕緣層870是或包括盤旋地纏繞或卷繞的電絕緣材料片或電絕緣材料網。絕緣層870可以由組合以形成管狀結構的多個剛性絕緣構件形成。在一些實施例中并且如圖51和圖54所示，絕緣層870包括單個管狀構件。在一些實施例中，一個或多個軸向地延伸的通道870a(圖54)被限定在絕緣層870中并且共形地接收匯流條842、860。
206.內線圈組件830圍繞絕緣裝配件824安裝或者安裝在絕緣裝配件824上，使得裝配件824延伸穿過線圈830的內部通道或空氣芯838。外線圈850又圍繞內線圈830安裝或者安裝在內線圈830附近。線圈間電絕緣層870徑向地設置在線圈組件831、851之間，以防止相應的線圈的導電部件(即，箔和匯流條)之間的電接觸。內線圈830設置在絕緣層870的內腔870b中。
207.可以通過圍繞裝配件824纏繞箔832和絕緣層834(以形成線圈830)、將線圈間電絕緣層870安裝在線圈830上方、以及圍繞線圈間電絕緣層870纏繞箔852和絕緣層854來形成雙線圈電感器組件800。箔832和箔852各自圍繞軸線a-a卷繞，并且在一些實施例中同心地卷繞。
208.外線圈850周向地圍繞內線圈830。也就是說，外線圈850徑向地疊加在內線圈830上，并且內線圈830設置在外線圈850的內通道或空氣芯858中。外線圈850和內線圈830彼此電絕緣。內箔832不像在雙線圈電感器組件700中那樣與外箔854盤旋地共同纏繞。箔852的最內側繞組856e定位成徑向地向外超出箔832的最外側繞組836f。箔832、852的端部由相應的匯流條840、842、860和862端接，該匯流條840、842、860和862提供相應的端子t1、t2、t3和t4以形成外部連接部。
209.在一些實施例中，內線圈830和外線圈850是同心的。
210.如上所述，在一些實施例中，如上文關于線圈組件131和線圈130所描述的那樣構造線圈組件831、851和線圈830、850(包括部件、布置、材料、尺寸和組裝方法)。
211.盡管示出了獨立的絕緣層870以在線圈組件831、851的導電部件之間提供電絕緣，但是在其他實施例中，線圈830、850之一的絕緣層834、854可以延伸以完全環繞線圈組件831的外表面卷繞以使線圈組件831與線圈組件851電絕緣。
212.在替代實施例中，導體箔832、852中的任一者(即，一者或兩者)可以被一對面對面接觸的箔代替，如上文針對多層導體537描述的那樣。
213.雙線圈電感器組件800可用于代替電感器組件600。根據方法實施例，電感器組件800被用于包括相線l1和中性線n的ac電力系統11中，如圖45中的示意圖所示。線l1的輸入連接到雙線圈電感器組件800的端子t1，并且線l1的輸出連接到雙線圈電感器組件800的端子t2。中性線n的輸入連接到雙線圈電感器組件800的端子t3，并且中性線n的輸出連接到雙線圈電感器組件800的端子t4。在一些實施例中，ac電力系統具有約650vrms的電壓l1-n和約100a的負載電流?？梢栽陔姼衅鹘M件800的輸入端子t1、t3和電源之間設置斷路器。電感器組件800的輸出端子t2、t4可以連接到配電板。
214.根據其他實施例，電感器組件800被用在如圖46中的示意圖所示的兩相ac電力系統12中。線l1的輸入連接到雙線圈電感器組件800的端子t1，并且線l1的輸出連接到雙線圈電感器組件800的端子t2。線l2的輸入連接到雙線圈電感器組件800的端子t3，并且線l2的輸出連接到雙線圈電感器組件800的端子t4。在一些實施例中，ac電力系統具有約650vrms
的電壓l1-l2和約100a的負載電流?？梢栽陔姼衅鹘M件800的輸入端子t2、t3和電源之間設置斷路器。電感器組件800的輸出端子t1、t4可以連接到配電板。
215.通過如上所述地用線圈850圍繞線圈830，增加了線圈830、850之間的互感和電感耦合。這使得組合線圈組件839能夠使用具有較低的單獨電感值的單獨線圈830、850來實現較大的電感值。結果，例如，與電感器組件300相比，對于相同的總電感值，線圈830、850可以形成為具有更少的匝數并且組合線圈839的尺寸和重量可以更小。如上文關于電感器組件600所討論的，線圈830和850之間的電感耦合系數用于在線l1或線n上提供比通過單獨的線圈830、850所能實現的有效總電感更大的有效總電感。組合雙電感器組件(例如，電感器組件800)的實施例還可以沿每條線(l1、l2或n)提供約400kv的非常高的電壓絕緣水平并且在兩條線之間(例如，在l1和n之間或者在l1和l2之間)提供約30kv的非常高的電壓絕緣水平。
216.雖然電感器組件800的布置還將提供改進的電感耦合(例如，約0.6的電感耦合)，但是它通常不會像電感器組件600所提供的電感耦合那樣大。
217.與雙線圈電感器組件600相比，包括所描述的線圈設計中的線圈的雙線圈電感器組件(例如，雙線圈電感器組件800)可以有利地提供更低的電容。這種設計的雙線圈電感器組件還將線l導體和中性線n導體分開，從而降低或消除l線和中性線之間短路的風險。
218.雖然如本文所示并且根據一些實施例的電感器組件是空氣芯(無鐵芯)線圈，但是根據其他實施例，每個電感器組件均可以是鐵磁芯(例如，鐵芯、疊片芯、鐵氧體芯、動力鐵芯、錳鋅鐵氧體、鉬坡莫合金粉芯、鎳鋅鐵氧體芯、鐵硅鋁芯、硅鋼芯或納米晶芯)。
219.上述是對本發明的說明，而不應解釋為對其進行限制。盡管已經描述了本發明的一些示例性實施例，但是本領域技術人員將容易理解，在實質上不脫離本發明的教導和優點的情況下，可以對示例性實施例進行許多修改。因此，所有這些修改旨在包括在權利要求中限定的本發明的范圍內。本發明由以下權利要求限定，權利要求的等同物包括在其中。
