一種鐵芯飽和自報警電流互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電流互感器，特別是一種鐵芯飽和自報警電流互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁式電流互感器由閉合的鐵芯和繞組組成，是電力系統(tǒng)中實現(xiàn)測量、保護和控制目的不可或缺的設(shè)備。一個世紀以來，電磁式電流互感器經(jīng)過不斷地發(fā)展和改進，技術(shù)成熟，工藝完善，已廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)的各個領(lǐng)域。然而電磁式電流互感器自身特性決定其具有易飽和、非線性等缺點。電磁式電流互感器在使用中，有很多因素會導(dǎo)致鐵芯飽和，以致造成重大損失。例如互感器一次側(cè)短路電流過大，互感器二次側(cè)負載過大或者二次側(cè)開路等情況發(fā)生時，電磁式電流互感器鐵芯就會飽和，從而導(dǎo)致鐵芯損耗增加，產(chǎn)生高熱，損壞絕緣甚至爆炸；比差和角差增大，失去準確性；二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏高壓且改變波形，對人身和設(shè)備造成危害。電磁式電流互感器鐵芯的主要作用是磁耦合，通常由硅鋼片等導(dǎo)磁性能良好的材料制成。一般情況下，磁導(dǎo)率越高，互感器凈度越高，鐵芯抗飽和性能就越好。然而，磁導(dǎo)率再高的材料也依然存在磁飽和的問題。目前，沒有發(fā)現(xiàn)磁導(dǎo)率無窮大的材料，所以，電磁式電流互感器鐵芯磁飽和問題會一直存在，要解決電磁式電流互感器鐵芯磁飽和所帶來的一系列問題必須另辟蹊徑。
[0003]空心線圈電流互感器。又稱為Rogowski線圈式電流互感器，是電子式電流互感器的一種?？招木€圈往往由漆包線均勻繞制在環(huán)形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非鐵磁材料，其相對磁導(dǎo)率與空氣的相對磁導(dǎo)率相同(近似為I)，這是空心線圈有別于帶鐵心的電流互感器的一個顯著特征。由于空心線圈電流互感器不存在鐵芯，自然也不會有鐵芯飽和的問題?？招木€圈電流互感器原理圖見說明書附圖的圖1。空心線圈電流互感器的工作原理為:當變化的Ix通過中間的導(dǎo)體時，在空心線圈中產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場使空心線圈兩端產(chǎn)生電動勢e (t)o利用電子電路對e (t)積分變換便可求得被測電流Ix。
[0004]塑料、陶瓷等材料的長期穩(wěn)定性有待研宄。測量精度不夠高，目前不能做計量:1)、空心線圈不含鐵芯，其輸出信號會受到外界變化磁場的影響；2)、穿過線圈的一次導(dǎo)體的位置變動會影響線圈的輸出信號；3)、環(huán)境溫度的變化會影響電子電路的積分和濾波等環(huán)節(jié)，從而影響互感器的輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型一種鐵芯飽和自報警電流互感器，不改變電磁式電流互感器的現(xiàn)有優(yōu)點的基礎(chǔ)上，利用霍爾元件對鐵芯內(nèi)部磁通的變化進行實時監(jiān)測。在電磁式電流互感器鐵芯飽和瞬間發(fā)出報警信號，使相應(yīng)的保護回路或者運行人員迅速做出正確處理，防止事故擴大。尤其可以防止鐵芯飽和所產(chǎn)生的互感器爆炸或損壞事故。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種鐵芯飽和自報警電流互感器，包括兩個U型鐵芯拼合而成的主鐵芯，所述主鐵芯上纏繞有一次繞組I1、測量繞組12、保護繞組13，在兩個U型鐵芯拼合處設(shè)置霍爾元件U，霍爾元件U用于對主鐵芯內(nèi)部磁通進行實時監(jiān)測，霍爾元件U輸出端信號連接保護回路。在兩個U型鐵芯的一個或者兩個拼合處放置霍爾元件U。
[0008]霍爾元件U與鐵芯呈一定傾斜角度。
[0009]霍爾元件U輸出端信號通過放大電路連接保護回路。
[0010]所述U型鐵芯通過硅鋼材料卷制切割而成。
[0011]所述兩個U型鐵芯拼合成閉合主磁通回路。
[0012]所述U型鐵芯為半圓形、或者方形。
[0013]本實用新型一種鐵芯飽和自報警電流互感器，能在不論何種因素導(dǎo)致的鐵芯飽和現(xiàn)象出現(xiàn)的第一時間發(fā)出報警信號，使保護回路或者運行人員在故障產(chǎn)生的第一時間做出正確的處理措施，保護電氣設(shè)備和人員的安全，將鐵芯飽和帶來的危害降低到最小。
【附圖說明】
[0014]圖1為【背景技術(shù)】中所述空心線圈電流互感器結(jié)構(gòu)原理圖。
[0015]圖2是本實用新型一種鐵芯飽和自報警電流互感器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]原理分析:
[0017]霍爾效應(yīng)在1879年被物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)，它表明當電流通過一個位于磁場中的導(dǎo)體時，磁場會對導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個垂直于電子運動方向上的作用力，從而在垂直于導(dǎo)體與磁感線的兩個方向上產(chǎn)生電勢差。如今，隨著材料工藝和電子技術(shù)的高速發(fā)展，霍爾傳感器可以作為開/關(guān)傳感器或者線性傳感器，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。本實用新型利用霍爾傳感器，監(jiān)測電磁式電流互感器鐵芯內(nèi)部磁場變化，從而實現(xiàn)電磁式電流互感器的鐵芯飽和自報警。
[0018]本實用新型一種鐵芯飽和自報警電流互感器，由傳統(tǒng)電磁式電流互感器，線性霍爾元件以及必要的放大電路組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖2所示。不同于傳統(tǒng)電磁式電流互感器的是，鐵芯飽和自報警電流互感器的鐵芯采用取向硅鋼材料卷制切割而成，由兩個U型鐵芯I拼合成閉合電路，為開放式結(jié)構(gòu)。在其中一個或者兩個拼合處放置霍爾元件U，實現(xiàn)對鐵芯內(nèi)部磁通的實時監(jiān)測。為實現(xiàn)在不同電壓等級和不同設(shè)備中的應(yīng)用，本實用新型一種鐵芯飽和自報警電流互感器，可以將霍爾元件U輸出端信號經(jīng)過放大電路或者直接接入保護回路。
[0019]如圖2所示，一種鐵芯飽和自報警電流互感器，包括兩個U型鐵芯I拼合而成的主鐵芯，所述主鐵芯上纏繞有一次繞組I1、測量繞組12、保護繞組13，在兩個U型鐵芯I拼合處設(shè)置霍爾元件U，霍爾元件U用于對主鐵芯內(nèi)部磁通進行實時監(jiān)測，霍爾元件U輸出端信號連接保護回路。
[0020]在兩個U型鐵芯I的一個或者兩個拼合處放置霍爾元件U。在保證一、二次絕緣的基礎(chǔ)上霍爾元件理論上，霍爾元件U可以放置在鐵芯的任何一處，也可與鐵芯成一定角度(與鐵芯平行除外)。所述U型鐵芯I為半圓形、或者方形。所述兩個U型鐵芯I拼合成閉合主磁通回路。U型鐵芯I目前使用最多的是冷軋或者熱軋硅鋼片卷制切割而成。但理論上，除此硅鋼片以外的其他適合做電流互感器鐵芯的材料都適用于本實用新型方案。
[0021]霍爾元件U輸出端信號通過放大電路連接保護回路，UD為霍爾元件U工作電壓；UH為霍爾元件U輸出信號，可接放大回路。利用霍爾效應(yīng)監(jiān)測電流互感器鐵芯內(nèi)部磁通變化，在磁通接近飽和時，發(fā)出報警信號。
【主權(quán)項】
1.一種鐵芯飽和自報警電流互感器，包括兩個U型鐵芯(I)拼合而成的主鐵芯，所述主鐵芯上纏繞有一次繞組(II)、測量繞組(12)、保護繞組(13)，其特征在于，在兩個U型鐵芯(I)拼合處設(shè)置霍爾元件(U)，霍爾元件(U)用于對主鐵芯內(nèi)部磁通進行實時監(jiān)測，霍爾元件(U)輸出端信號連接保護回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鐵芯飽和自報警電流互感器，其特征在于，在兩個U型鐵芯(O的一個或者兩個拼合處放置霍爾元件(U)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種鐵芯飽和自報警電流互感器，其特征在于，霍爾元件(U)與鐵芯(I)呈一定傾斜角度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鐵芯飽和自報警電流互感器，其特征在于，霍爾元件(U)輸出端信號通過放大電路連接保護回路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鐵芯飽和自報警電流互感器，其特征在于，所述U型鐵芯(I)通過娃鋼材料卷制切割而成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鐵芯飽和自報警電流互感器，其特征在于，所述兩個U型鐵芯(I)拼合成閉合主磁通回路。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種鐵芯飽和自報警電流互感器，其特征在于，所述U型鐵芯(I)為半圓形、或者方形。
【專利摘要】一種鐵芯飽和自報警電流互感器，包括兩個U型鐵芯拼合而成的主鐵芯，所述主鐵芯上纏繞有一次繞組I1、測量繞組I2、保護繞組I3，在兩個U型鐵芯拼合處設(shè)置霍爾元件U，霍爾元件U用于對主鐵芯內(nèi)部磁通進行實時監(jiān)測，霍爾元件U輸出端信號連接保護回路。在兩個U型鐵芯的一個或者兩個拼合處放置霍爾元件U。本實用新型一種鐵芯飽和自報警電流互感器，不改變電磁式電流互感器的現(xiàn)有優(yōu)點的基礎(chǔ)上，利用霍爾元件對鐵芯內(nèi)部磁通的變化進行實時監(jiān)測。在電磁式電流互感器鐵芯飽和瞬間發(fā)出報警信號，使相應(yīng)的保護回路或者運行人員迅速做出正確處理，防止事故擴大。尤其可以防止鐵芯飽和所產(chǎn)生的互感器爆炸或損壞事故。
【IPC分類】H01F27/40, H01F38/30, H01F27/24
【公開號】CN204651156
【申請?zhí)枴緾N201520421785
【發(fā)明人】金開昌
【申請人】中國長江電力股份有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月18日