本技術(shù)涉及一種嵌入式斷路器，尤其涉及一種基于5g基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件。

背景技術(shù)：

1、在5g通信領(lǐng)域，隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的飛速提升和通信基站密度的增加，對基站電源系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性提出了更高的要求。特別是在電源保護與故障檢測方面，需求更為迫切。嵌入式斷路器作為基站電源管理系統(tǒng)的核心部件，其性能直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。

2、鐵芯組件是斷路器的關(guān)鍵組件之一，用于驅(qū)動斷路器的動觸頭進行合閘和分閘操作。當合閘操作發(fā)生時，通過控制電路使合分閘線圈激勵，鐵芯會驅(qū)動斷路器動觸頭按規(guī)定速度合閘。這種設(shè)計確保了斷路器能夠可靠地完成開閉合操作。傳統(tǒng)的通信基站用斷路器通常采用無氣隙的鐵芯結(jié)構(gòu)，主要功能是在電流過載或短路情況下切斷電源，保護電路不受損害。這種設(shè)計依賴于鐵芯材料的磁性特性來實現(xiàn)電流的感應(yīng)和斷開動作。在正常使用中，它能有效應(yīng)對大電流故障，當遇到小電流故障時，由于磁導(dǎo)率的非線性以及磁滯損耗，使得其對故障的反應(yīng)不夠靈敏，無法有效地識別和切斷故障電流，導(dǎo)致故障處理延遲或失效。

3、為了解決無氣隙設(shè)計的問題，一些斷路器采用了完全氣隙鐵芯結(jié)構(gòu)，通過增加氣隙，以提高斷路性能和磁感應(yīng)的線性，從而提升了故障電流檢測的靈敏度。但氣隙的增加導(dǎo)致磁阻增大，需要更大的激磁電流來驅(qū)動斷路器動作，這增加了能耗并可能引起鐵芯過熱，影響斷路器的可靠性和壽命。

4、此外，這兩種傳統(tǒng)斷路器還存在體積較大、散熱性能差等問題，在密集部署的5g基站中，這些問題尤為突出。傳統(tǒng)的電磁式電流互感器在短路情況下會因為磁通導(dǎo)致鐵心飽和，從而影響二次側(cè)輸出電流，這可能導(dǎo)致保護拒動，進而引發(fā)嚴重的電力系統(tǒng)事故。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的就在于提供一種解決上述問題，優(yōu)化電流互感器的性能，特別是在小電流故障感知方面的響應(yīng)速度和準確性，以此來提高基站電源的智能監(jiān)控與管理，降低能耗，增強系統(tǒng)可靠性的，一種基于5g基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：一種基于5g基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件，包括底板和底板上的鐵芯體，二者均水平設(shè)置；

3、所述鐵芯體整體為圓環(huán)體，從上到下由多層坡莫合金片和多層樹脂層交錯層疊而成；

4、鐵芯體相對兩側(cè)分別設(shè)有一貫穿圓環(huán)體的氣隙口，將鐵芯體分為弧形的左半體和右半體，左半體和右半體外壁纏繞線圈；

5、鐵芯體內(nèi)設(shè)有圓形的導(dǎo)電底盤，所述導(dǎo)電底盤底部與底板固定連接且與鐵芯體同軸設(shè)置，氣隙口處分別設(shè)有一空氣管，所述空氣管一端與氣隙口對接，另一端沿鐵芯體軸向設(shè)置；鐵芯體外壁相對兩側(cè)各連接一導(dǎo)電線，所述導(dǎo)電線方向與空氣管垂直。

6、作為優(yōu)選：左半體和右半體的兩端均倒圓弧設(shè)計。

7、作為優(yōu)選：所述空氣管與底板一體成型。

8、作為優(yōu)選：所述氣隙口大小、鐵芯體厚度均能調(diào)整。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

10、（1）本實用新型中，鐵芯體為多層坡莫合金片和多層樹脂層交錯層疊設(shè)計，在鐵芯體上開設(shè)氣隙口形成半氣隙鐵芯結(jié)構(gòu)。其中，坡莫合金片為磁導(dǎo)率和低矯頑力材料，能以最小化磁滯損耗并提高磁路效率，確保優(yōu)異的磁性能和快速響應(yīng)能力，對于實現(xiàn)高靈敏的小電流故障感知至關(guān)重要。樹脂層起到氣隙設(shè)計的作用，在每一層坡莫合金片間形成氣隙，能減少相鄰坡莫合金片之間的電流損耗，進一步降低能量損耗。氣隙口形成的半氣隙鐵芯結(jié)構(gòu)，在提升小電流故障感知能力的同時，避免了磁阻增大和激磁電流過大的問題，實現(xiàn)了能效與性能的雙重優(yōu)化。本實用新型的結(jié)構(gòu)，能減少核心材料的使用量，實現(xiàn)了約20%的磁滯損耗降低，使得即使在低電流水平下也能準確快速地感知故障，提升了系統(tǒng)的保護能力。同時新型半氣隙鐵芯結(jié)構(gòu)的相對磁導(dǎo)率可達到3000，這比傳統(tǒng)鐵芯的磁導(dǎo)率高出約10%。高磁導(dǎo)率意味著在同等條件下，該鐵芯可以更有效地傳導(dǎo)磁通量，從而提高對小電流故障的響應(yīng)速度和準確性。

11、（2）本實用新型減少了能耗與延長設(shè)備壽命。通過選擇高性能材料和優(yōu)化磁路設(shè)計，實現(xiàn)了能量損耗的降低，具體表現(xiàn)為空載損耗降低了15%，降低的能量損耗意味著鐵芯在正常工作時的熱生成減少，因此降低了磁滯損耗和整個系統(tǒng)的能耗，同時延長了設(shè)備的使用壽命。

12、（3）本實用新型增強了環(huán)境適應(yīng)性:該鐵芯組件在設(shè)計和材料選擇上考慮到了不同環(huán)境的適應(yīng)性，新型半氣隙鐵芯結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠適應(yīng)從-40℃到125℃的溫度范圍，覆蓋了絕大多數(shù)5g基站可能遇到的環(huán)境溫度，確保了在惡劣條件下也能保持高性能和穩(wěn)定性。鐵芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選擇使其具有更好的抗電磁干擾能力，這對于5g基站這樣電磁環(huán)境復(fù)雜的場所尤為重要。

13、（4）本實用新型減少了成本的輸出。該鐵芯設(shè)計上調(diào)整了鐵芯和氣隙口的大小、厚度、位置以及材料選擇，新型半氣隙鐵芯的體積比傳統(tǒng)鐵芯減少了約30%，帶來了重量的減輕，降低了安裝和維護的復(fù)雜性，提高了整體的經(jīng)濟性和可操作性，更適合空間受限的5g基站等場景，在實現(xiàn)小電流感知的同時，提高了產(chǎn)品的性價比。

技術(shù)特征：

1.一種基于5g基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件，包括底板和底板上的鐵芯體，二者均水平設(shè)置，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5g基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件，其特征在于：左半體和右半體的兩端均倒圓弧設(shè)計。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5g基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件，其特征在于：所述空氣管與底板一體成型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于5g基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件，其特征在于：所述氣隙口大小、鐵芯體厚度均能調(diào)整。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種基于5G基站嵌入式斷路器的新型半氣隙鐵芯組件，包括底板和底板上的鐵芯體，所述鐵芯體整體為圓環(huán)體，從上到下由多層坡莫合金片和樹脂層交錯層疊而成；鐵芯體相對兩側(cè)分別設(shè)有一貫穿圓環(huán)體的氣隙口，將鐵芯體分為弧形的左半體和右半體，左半體和右半體外壁纏繞線圈；鐵芯體內(nèi)設(shè)有圓形的導(dǎo)電底盤，導(dǎo)電底盤底部與底板固定連接且與鐵芯體同軸設(shè)置，氣隙口處分別設(shè)有一空氣管，鐵芯體外壁相對兩側(cè)各連接一導(dǎo)電線，所述導(dǎo)電線方向與空氣管垂直。本技術(shù)能降低磁滯損耗、提升磁導(dǎo)率，不僅能在低電流水平下準確快速地感知故障；還能提高產(chǎn)品靈敏度和效率，在5G基站嵌入式斷路器小電流故障識別應(yīng)用中更具競爭力和適應(yīng)性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭耀中,馮金燕,彭佳潔,肖純偉,羅耀耀
受保護的技術(shù)使用者：成都理工大學
技術(shù)研發(fā)日：20240710
技術(shù)公布日：2025/4/28